| 研究課題/領域番号 |
20H02549
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分28010:ナノ構造化学関連
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| 研究機関 | 大阪公立大学 (2022)
大阪市立大学 (2020-2021) |
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研究代表者 |
金 大貴 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (00295685)
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| 研究分担者 |
渋田 昌弘 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (70596684)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2020年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円)
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| キーワード | 半導体量子ドット / ナノ秩序構造体 / フェムト秒超高速分光 / 水熱合成法 / Layer-by-layer法 / Layer-by-Layer法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、sub-nmで空間制御された半導体量子ドット（QD）ナノ秩序構造体を精密に作製する。さらに、QDナノ秩序構造体に発現する光機能の本質を理解し、制御・高度化する指針を得るために、フェムト秒レーザー分光を基盤とした時間分解計測により当該構造体の超高速光励起ダイナミクスを明らかにする。この研究の推進により、QDを始めとする機能性ナノスケール物質の高秩序構造化により現れる機能を見出し、先鋭化する学術基盤を築くことで、人間社会においてより高度な光エネルギーの生産・利用形態を開拓する。
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| 研究成果の概要 |
水熱合成法により合成した量子ドット(QD)を用いて、Layer-by-layer法により面内および積層方向の距離が精密に制御されたQDナノ秩序構造体を作製し、量子共鳴の次元を制御できることを明らかにした。QD秩序構造体における光吸収、発光スペクトルと発光減衰プロファイルの温度依存性に関する系統的な研究から、ミニバンド形成に基づく新たな発光モデルを提案した。フェムト秒過渡吸収分光システムにより、QD秩序構造体では励起状態吸収に由来する信号がＱＤ分散試料よりも大幅に短寿命化していることが明らかとなった。これは、QD秩序構造体において期待される高い電荷伝達特性の起源を解明する糸口を得た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果は、ナノスケール物質間の相互作用を積極的に利用・制御し、新たな物質機能を得る道筋を探求するものであり、対象とするQD秩序構造体の新規光機能を利用した新しい光デバイスや光学材料などの創出はもとより、ナノスケール物質単位を空間制御して配列することの難しさから、これまで機能設計に「秩序性」の概念を積極的に取り入れてこなかった分野 (例えば金属ナノ粒子を利用したプラズモニックデバイスや光触媒など) に新たな学術の視点を吹き込むことにより、1~数nmを機能単位としたナノスケール物質科学のブレークスルーを生み出すものである。
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