半導体ナノ粒子間のエネルギー移動過程の制御と新規光機能性

• 研究課題/領域番号: 20560012
• 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: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 大阪市立大学
• 研究代表者: 金 大貴 大阪市立大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00295685)
• 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: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2010年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2009年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2008年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 応用物性 / 結晶工学 / 半導体ナノ粒子 / コロイド法 / エネルギー移動 / 表面改質 / 発光ダイナミクス / ダーク励起子 / 交互吸着 / ハイブリッド構造

研究概要

ドナーとなるサイズの小さな半導体ナノ粒子と"アクセプタ"となるサイズの大きな半導体ナノ粒子間の層間距離を高精度で制御した交互積層膜を作製し、半導体ナノ粒子間のエネルギー移動メカニズムの解明及びエネルギー移動過程の人為的制御に成功した。さらに、半導体ナノ粒子における発光ダイナミクスや半導体ナノ粒子間のエネルギー移動、さらにはそれらの温度依存性が、半導体ナノ粒子におけるスピン一重項-三重項励起子分裂エネルギーの大きさに強く依存することを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Photoluminescence decay profiles of exciton-exciton scattering in a ZnO thin film (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Wakaiki, H.Ichida, K.Mizoguchi, D.Kim, Y.Kanematsu, M.Nakayama
  • 雑誌名: Phys.Status Solidi C 巻: 8 ページ: 116-119
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exciton polaritons in ZnO microcavities with different active layer thicknesses (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Kawase, D.Kim, K.Miyazaki, M.Nakayama
  • 雑誌名: Phys.Status Solidi B 巻: 248 ページ: 460-463
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of exciton-photon interactions in CuCl microcavities (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Nakayama, K.Miyazaki, T.Kawase, D.Kim
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 巻: 83
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature dependence of the energy transferof exciton states in bilayer structures ofCdSe/ZnS quantum dots (2009)
  • 著者名/発表者名: D. Kim, K. Okazaki, M. Nakayama
  • 雑誌名: Phys. Rev. B(This paper was selected for the August 10, 2009 issue of Virtual Journal of Nanoscale Science & Technology.) Vol.80
  • 査読あり
• [雑誌論文] Layer-by-layer assembly of colloidal CdS and ZnS-CdS quantum dots and improvement of their photoluminescence properties (2009)
  • 著者名/発表者名: D. Kim, S. Okahara, K. Shimura, M. Nakayama
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C Vol.113 ページ: 7015-7018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Layer-by-layer assembly of colloidal CdS and ZnS-CdS quantum dots and improvement of their photoluminescence properties (2009)
  • 著者名/発表者名: D.Kim, S.Okahara, K.Shimura, M.Nakayama
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry C 113 ページ: 7015-7018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature dependence of the energy transfer of exciton states in bilayer structures of CdSe/ZnS quantum dots (2009)
  • 著者名/発表者名: D.Kim, K.Okazaki, M.Nakayama
  • 雑誌名: Physical Review B 80
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental verification of Forster energy transfer between semiconductor quantum dots(This paper was selected for the October 13, 2008 issue of Virtual Journal of Nanoscale Science & Technology.) (2008)
  • 著者名/発表者名: D. Kim, S. Okahara, M. Nakayama, Y. Shim
  • 雑誌名: Phys.Rev. B Vol.78
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly efficient preparation of size-controlled CdS quantum dots with high photoluminescence yield (2008)
  • 著者名/発表者名: D. Kim, K. Tomihira, S. Okahara, M. Nakayama
  • 雑誌名: J.Cryst.Growth Vol.310 ページ: 4244-4247
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature dependence of photoluminescence dynamics in colloidal CdS quantum dots (2008)
  • 著者名/発表者名: D. Kim, T. Mishima, K. Tomihira, M. Nakayama
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C Vol.112 ページ: 10668-10673
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature dependence of photoluminescence dynamics in colloidal CdS quantum dots (2008)
  • 著者名/発表者名: D. Kim, T. Mishima, K. Tomihira, M. Nakayama
  • 雑誌名: Journal of Physical Chemistry C 112 ページ: 10668-10673
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly efficient preparation of size-controlled CdS quantumdots with high photoluminescence yield (2008)
  • 著者名/発表者名: D. Kim, K. Tomihira, S. Okahara, M. Nakayama
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 310 ページ: 4244-4247
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental verification of Forster energy transfer between semiconductor quantum dots (2008)
  • 著者名/発表者名: D. Kim, S. Okahara, M. Nakayama, Y. Shim
  • 雑誌名: Physical Review B 78 ページ: 153301-153301
  • NAID: 40016914361
  • 査読あり
• [学会発表] CdSナノ粒子間のエネルギー移動の発光ダイナミクス (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋幸司、志村邦夫、岡原真也、金大貴、中山正昭
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次年会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] CdSe/ZnSナノ粒子間のエネルギー移動とその温度依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 横田裕樹、岡崎加奈子、金大貴、中山正昭
  • 学会等名: 第21回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2010-12-10
• [学会発表] CdSe/ZnS ナノ粒子間のエネルギー移動の発光ダイナミクス (2010)
  • 著者名/発表者名: 横田裕樹、岡崎加奈子、金大貴、中山正昭
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季年会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] CdSe/ZnSナノ粒子間のエネルギー移動の発光ダイナミクス (2010)
  • 著者名/発表者名: 横田裕樹、岡崎加奈子、金大貴、中山正昭
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季年会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] CdSe/ZnSナノ粒子間のエネルギー移動ダイナミクス (2010)
  • 著者名/発表者名: 金大貴、岡崎加奈子、中山正昭
  • 学会等名: 第八回ナノ学会
  • 発表場所: 自然科学研究機構岡崎コンファレンスセンター
  • 年月日: 2010-05-13
• [学会発表] 分光エリプソメトリによるCdSeナノ粒子の誘電率スペクトル評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 坂本純一、横田裕樹、脇田和樹、金大貴、沈用球
  • 学会等名: 第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] コロイド法により作製したCdSナノ粒子間のエネルギー移動II (2009)
  • 著者名/発表者名: 志村邦夫、岡原真也、金大貴、中山正昭
  • 学会等名: 第20回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2009-12-12
• [学会発表] CdS ナノ粒子間のエネルギー移動の温度依存性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 志村邦夫、岡原真也、金大貴、中山正昭
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季年会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] CdSナノ粒子間のエネルギー移動の温度依存性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 志村邦夫、岡原真也、金大貴、中山正昭
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季年会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] 半導体ナノ粒子間のフェルスターエネルギー移動の実験的検証 (2009)
  • 著者名/発表者名: 志村邦夫、岡原真也、金大貴、中山正昭
  • 学会等名: 第七回ナノ学会
  • 発表場所: 東京大学武田ホール
  • 年月日: 2009-05-10
• [学会発表] 半導体ナノ粒子間のフェルスターエネルギー移動の実験的検証 (2009)
  • 著者名/発表者名: 志村邦夫、岡原真也、金大貴、中山正昭
  • 学会等名: 第七回ナノ学会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2009-05-10
• [学会発表] コロイド法により作製したCdS 超微粒子間のエネルギー移動の発光ダイナミクスIII (2009)
  • 著者名/発表者名: 金大貴、岡原真也、志村邦夫、中山正昭
  • 学会等名: 日本物理学会2009年第64回年次年会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] コロイド法により作製したCdSナノ粒子間のエネルギー移動の発光ダイナミクスIII (2009)
  • 著者名/発表者名: 金大貴, 岡原真也, 志村邦夫, 中山正昭
  • 学会等名: 日本物理学会2009年第64回年次年会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] ホットソープ法により作製したCdS ナノ粒子の光学特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 岡崎加奈子、金大貴、中山正昭
  • 学会等名: 第19回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] コロイド法により作製したCdS ナノ粒子間のエネルギー移動 (2008)
  • 著者名/発表者名: 志村邦夫、岡原真也、沈用球、金大貴、中山正昭
  • 学会等名: 第19回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] ホットソープ法により作製したCdSナノ粒子の光学特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 岡崎加奈子, 金大貴, 中山正昭
  • 学会等名: 第19回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] コロイド法により作製したCdSナノ粒子間のエネルギー移動 (2008)
  • 著者名/発表者名: 志村邦夫, 岡原真也, 沈用球, 金大貴, 中山正昭
  • 学会等名: 第19回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] コロイド法により作製したCdS ナノ粒子の励起子発光ダイナミクス (2008)
  • 著者名/発表者名: 金大貴、富平和之、岡原真也、中山正昭
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季年会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] コロイド法により作製したCdSナノ粒子の励起子発光ダイナミクス (2008)
  • 著者名/発表者名: 金大貴, 富平和之, 岡原真也, 中山正昭
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季年会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] コロイド法により作製したPbSナノ粒子の吸収・発光特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 金大貴, 三島伴幸, 中山正昭
  • 学会等名: 第61回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2008-09-07