| 研究課題/領域番号 |
19K23654
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0502:無機・錯体化学、分析化学、無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 関西学院大学 |
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研究代表者 |
江口 大地 関西学院大学, 理工学部, 助教 (50844677)
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| 研究期間 (年度) |
2019-08-30 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | ダイヤモンドアンビルセル / 量子ドット / 半導体量子ドット / 超格子 / ポルフィリン / 有機－無機複合ナノ材料 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
半導体量子ドット (QDs) を周期的に集積させた超格子 (QDSLs) は、一つの光子から複数の励起子 (電子－正孔対) が生成する多励起子生成の高効率化や中間バンド形成が理論的に予想されており、太陽電池の理論限界を超える材料として注目を集めている。しかし、これらの光物性が発現するためには、近接するQDs間の移動積分の制御が重要な鍵となる。そこで本研究は、QDSLs中において近接するQDs間の移動積分を①有機配位子の設計という化学的手法と、②ダイヤモンドアンビルセルによる圧力印可という物理的手法を併用することで系統的に制御し、光物性との関連を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
半導体量子ドット超格子 (QDSLs) は、多様な光物性の発現により単接合太陽電池の理論限界を超える材料として注目されながらも、実証研究が進んでこなかったのが現状である。その理由として、QDs間の相互作用を系統的に制御し、その光物性を測定することが困難だからであった。本研究では、ダイヤモンドアンビルセルを用いてQDs間の相互作用を系統的に制御し、その光物性を測定する礎を築いた (ピコ秒発光寿命の光学系の構築)。今後は、この成果を発展させ、多様な光物性の測定を可能とする光学系を構築し (フェムト秒過渡吸収分光測定の光学系)、QDSLsの光物性を解明する。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本成果の学術的意義として、半導体量子ドット超格子 (QDSLs) のQDs間の相互作用の系統的な制御を指向した光学系の構築が挙げられる。この研究には、『ダイヤモンドアンビルセルを用いた高圧の科学』と『時間分解測定を行う光学系構築』といった専門分野を融合させる必要があったため、これまで研究が進んでこなかったが、本研究成果では上記を融合させることができた。これにより、未解明な点が残されているQDSLsの光物性を解明することができる。
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