高分子との相互作用による半導体量子ドットの発光特性制御

• 研究課題/領域番号: 20540316
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 香川大学
• 研究代表者: 中西 俊介 香川大学, 工学部, 教授 (30155767)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2010年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2009年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2008年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 量子ドット / CdSe / ZnS / 高分子 / TiO_2ナノ粒子 / 金属ナノ粒子 / Blinking / 位相緩和 / 四光波混合 / CdSe/ZnS / 四光波混合法 / 発光特性制御 / 高分子環境

研究概要

まず,core/shellタイプの半導体量子ドットであるCdSe/ZnSが高分子との相互作用により発光特性が改善されることを確認した。次に,高分子の代わりに金属ナノ粒子,TiO_2ナノ粒子との相互作用による,マクロな発光特性(蛍光スペクトル,蛍光寿命)と単一量子ドットの発光特性(蛍光スペクトル,蛍光寿命,Blinking)の変化を調べ,TiO_2ナノ粒子の場合にはBlinking特性が改善されることを見いだした。さらに,量子ドット溶液のフェムト秒位相緩和時間が溶媒の種類により大きく変化するという新規な効果を見いだした。

研究成果

• [雑誌論文] Investigation of the confinement potential within GaNAs/GaAs multiple quantum wells (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Goshima, A.Kittaka, K.Fujii, M.Shiraga, N.Tsurumachi, S.Koshiba, S.Nakanishi, H.Akiyama, H.Itoh
  • 雑誌名: Phys.Status Solidi C 8 ページ: 414-416
  • 査読あり
• [雑誌論文] Femtosecond Coherent Vibrational Relaxation in PVA Film detected by Coherent Anti-Stokes Raman Spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Kouzai, ほか
  • 雑誌名: Ultrafast Phenomena XVII (Oxford University Press) ページ: 251-253
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of the confinement potential within GaNAs/GaAs multiple quantum wells (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Goshima, ほか
  • 雑誌名: Phys.Status Solidi C 巻: 8 ページ: 414-416
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of terahertz detection efficiency in electro-optical sampling using Fabry-Perot microcavity structure (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Shirai, ほか
  • 雑誌名: Phys.Status Solidi C 巻: 8 ページ: 356-358
  • 査読あり
• [雑誌論文] The nonlinear refraction sign turned to reverse by intercalating cresyl violent dye into layered titanate nanosheets (2010)
  • 著者名/発表者名: C.Dou, P.Wen, X.Kong, S.Nakanishi, Q. Feng
  • 雑誌名: Opt.Commun. 284 ページ: 1067-1071
  • 査読あり
• [雑誌論文] Femtosecond Coherent Vibrational Relaxation in PVA Film detected by Coherent Anti-Stokes Raman Spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Kouzai, H.Miyagawa, N.Tsurumachi, S.Koshiba, S.Nakanishi, H.Itoh
  • 雑誌名: Ultrafast Phenomena XVII (Oxford University Press) ページ: 251-253
  • 査読あり
• [雑誌論文] Blinking Suppression in CdSe/ZnS Single Quantum Dots by TiO_2 Nanoparticles (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Hamada, S.Nakanishi, T.Itoh, M.Ishikawa, V.Biju
  • 雑誌名: ACS Nano 4 ページ: 4445-4454
  • 査読あり
• [雑誌論文] Blinking Suppression in CdSe/ZnS Single Quantum Dots by TiO_2 Nanoparticles (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Hamada, ほか
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 4 ページ: 4445-4454
  • 査読あり
• [雑誌論文] The nonlinear refraction sign turned to reverse by intercalating cresyl violent dye into layered titanate nanosheets (2010)
  • 著者名/発表者名: Chunsheng Don, ほか
  • 雑誌名: Optics Communications 巻: 284 ページ: 1067-1071
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure and magnetic properties of Gd/Fe layers grown by MBE (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Miyagawa, H.Shiraoka, M.Tani, K.Fujii, N.Takahashi, S.Koshiba, Y.Tanaka, N.Tsurumachi, S.Nakanishi, H.Itoh
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 311 ページ: 2143-2146
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement and suppression of THz emission by Fabry-Perot cavity structure with a nonlinear optical crystal (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Shirai
  • 雑誌名: Applied Optics 48 ページ: 6934-6939
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photostimulated detection of radiation defects produced by VUV lights in BaF_2 (2009)
  • 著者名/発表者名: O.Arimoto
  • 雑誌名: Radiation Measurements (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure and magnetic properties of Gd/Fe layers grown by MBE (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Miyagawa
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 311 ページ: 2143-2146
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relations between Dewetting of Polymer Thin Films and Phase-Separation of Encompassed Quantum Dots (2008)
  • 著者名/発表者名: R.Kanemoto, A.Anas, Y.Matsumoto, R.Ueji, T.Itoh, Y.Baba, S.Nakanishi, M.Ishikawa, V.Biju
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C 112 ページ: 8184-8191
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoluminescence Quenching and Intensity Fluctuations of CdSe-ZnS Quantum Dots on an Ag Nanoparticle Film (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Matsumoto, R.Kanemoto, T.Itoh, S.Nakanishi, M.Ishikawa, V.Biju
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C 112 ページ: 1345-1350
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relations between Dewetting of Polymer Thin Films and Phase-Separation of Encompassed Quantum Dots (2008)
  • 著者名/発表者名: R. Kanemoto, A. Anas, Y. Matsumoto, S. Nakanishi, V. Biju, ほか
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 112 ページ: 8184-8191
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoluminescence Quenching and Intensity Fluctuations of CdSe-ZnS Quantum Dots on an Ag Nanoparticle Film (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsumoto, R. Kanemoto, T. Itoh, S. Nakanishi, V. Biju, ほか
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 112 ページ: 1345-1350
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimization of Well Width and N Content for Optical Properties of GaNAs/GaAs Multiple Quantum Well Grown by RF-Molecular Beam Epitaxy (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Fujii, D. Nakase, N. Tsurumachi, H. Miyagawa, H. Itoh, S. Nakanishi, H. Akiyama, S. Koshiba
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 47 ページ: 2991-2993
  • 査読あり
• [学会発表] 高分子におけるフェムト秒時間分解CARS分光 (2011)
  • 著者名/発表者名: 香西貴典, ほか
  • 学会等名: 日本物理学会 第66回年会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-27
• [学会発表] CdSe/ZnS単一量子ドットのBlinking特性制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 濱田守彦, 鶴町徳昭, 伊藤寛, 中西俊介, 石川満, V.Biju
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] コロイド状CdSe/ZnS量子ドットの位相緩和の溶媒効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 香西浩嘉, 宮川勇人, 鶴町徳昭, 小柴俊, 伊藤寛, 中西俊介, V.Biju, 石川満
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] CdSe/ZnS単一量子ドットにおける電子移動によるBlinking抑制 (2011)
  • 著者名/発表者名: 濱田守彦, ほか
  • 学会等名: 日本物理学会 第66回年会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] コロイド状CdSe/ZnS量子ドットの位相緩和の溶媒効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 香西浩嘉, ほか
  • 学会等名: 日本物理学会 第66回年会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] Blinking control of CdSe/ZnS single quantum dots by electron transfer to TiO_2 nanoparticles (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Hamada, N.Tsurumachi, S.Nakanishi, T.Itoh, M.Ishikawa, V.Biju
  • 学会等名: 6th Asian Photochemistry Conference
  • 発表場所: New Zealand
  • 年月日: 2010-11-18
• [学会発表] Blinking control of CdSe/ZnS single quantum dots by electron transfer to TiO_2 nanoparticles (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Hamada, ほか
  • 学会等名: 6^<th> Asian Photochemistry Conference 2010
  • 発表場所: Wellington, New Zealand
  • 年月日: 2010-11-18
• [学会発表] コロイド状CdSe/ZnS量子ドットにおける位相緩和の溶媒効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 香西浩嘉, 宮川勇人, 鶴町徳昭, 小柴俊, 伊藤寛, 中西俊介, V.Biju, 石川満
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] Femtosecond Coherent Vibrational Relaxation in PVA Film detected by Coherent Anti-Stokes Raman Spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Kouzai, ほか
  • 学会等名: 17^<th> International Symposium on Ultrafast Phenomena
  • 発表場所: Snowmass, Colorado, USA
  • 年月日: 2010-07-20
• [学会発表] Effect of TiO_2 nanoparticles on Blinking of CdSe/ZnS single quantum dots (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Hamada, N.Tsurumachi, H.Itoh, S.Nakanishi, V.Biju, M.Ishikawa
  • 学会等名: The 37th International Symposium on Compound Semiconductors
  • 発表場所: Takamatsu, Japan
  • 年月日: 2010-06-04
• [学会発表] Effects of TiO_2 nanoparticles on blinking of CdSe/ZnS single quantum dots (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Hamada, ほか
  • 学会等名: The 37^<th> International Symposium on Compound Semiconductor
  • 発表場所: Takamatsu, Japan
  • 年月日: 2010-06-04
• [学会発表] Degenerate Four-wave mixing in GaNAs/GaAs multiple quantum wells (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Kittaka, ほか
  • 学会等名: The 37^<th> International Symposium on Compound Semiconductor
  • 発表場所: Takamatsu, Japan
  • 年月日: 2010-06-04
• [学会発表] Cavity polariton in one-dimensional photonic crystals with organic dye aggregates (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Ishii, ほか
  • 学会等名: The 37^<th> International Symposium on Compound Semiconductor
  • 発表場所: Takamatsu, Japan
  • 年月日: 2010-06-04
• [学会発表] ナノ粒子によるCdSe/ZnS単一量子ドットのBlinkingに対する効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 濱田守彦, 鶴町徳昭, 伊藤寛, 中西俊介, V.Biju, 石川満
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-21
• [学会発表] ナノ粒子によるCdSe/ZnS単一量子ドットの Blinking に対する効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 濱田守彦
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス(岡山県)
  • 年月日: 2010-03-21
• [学会発表] PVAにおける時間分解コヒーレント・アンチストークス・ラマン分光 (2010)
  • 著者名/発表者名: 香西貴典
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス(岡山県)
  • 年月日: 2010-03-21
• [学会発表] Population Dynamics of Excitons in GaAs/AlAs Coupled Quantum Well Systems Detected by Pump-Probe Spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Nakanishi, Y.Uchida, H.Tsuji, N.Fujita, K.Fujii, H.Miyagawa, N.Tsurumachi, S.Koshiba, H.Itoh, T.G.Kim
  • 学会等名: International Conference on Nonlinear Optics
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii
  • 年月日: 2009-07-12
• [学会発表] Population Dynamics of Excitons in GaAs/AlAs Coupled Quantum Well Systems Detected by Pump-Probe Spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Uchida
  • 学会等名: Nonlinear Optics
  • 発表場所: ヒルトンハワイアン(アメリカ)
  • 年月日: 2009-07-12
• [学会発表] 金属微粒子との相互作用によるCdSe量子ドットの発光特性変化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松本祐介, 山岡洋也, 鶴町徳昭, 伊藤寛, 中西俊介, V.Biju, 伊藤民武, 石川満
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] 結合量子井戸におけるPump-Probe分光 (2009)
  • 著者名/発表者名: 内田祥久, 藤田直也, 藤井健輔, 宮川勇人, 鶴町徳昭, 小柴俊, 伊藤寛, 中西俊介, T.G.Kim
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] CdSe半導体量子ドットの発光特性制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中西俊介, 松本祐介, 金本嶺泰, 山岡洋也, V.Biju, 伊藤民武, 石川満
  • 学会等名: レーザー学会第29回大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2009-01-08
• [学会発表] 溶液中での半導体量子ドットと銀粒子間の界面相互作用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 松本祐介, 山岡洋也, 鶴町徳昭, 小柴俊, 伊藤寛, 中西俊介, 伊藤民武, V.P.Biju, 石川満
  • 学会等名: 応用物理学会中国四国支部・日本物理学会四国支部・中国支部2008年度講演会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2008-08-02