| 研究課題/領域番号 |
20H02570
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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28030:ナノ材料科学関連
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
木田 徹也 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (70363421)
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| 研究分担者 |
猪股 雄介 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 助教 (40824024)
深港 豪 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (80380583)
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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 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2020年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
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| キーワード | 量子ドット / フォトクロミック分子 / エネルギー移動 / 電子移動 / 蛍光発光 / 発光スイッチング材料 / ペロブスカイト / 過渡吸収分光法 / 蛍光 / 半導体ナノ結晶 / フォトルミネッセンス / 消光 / 蛍光体 / フォトクロミック |
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| 研究開始時の研究の概要 |
化学合成量子ドットは高い発光効率と可変性の多色発光という特徴を持つ優れた光材料である。これを基本材料とし、フォトクロミック分子と組み合わせ、光スイッチング材料を開発する。紫外・可視光照射によって誘起されるフォトクロミック分子の光吸収特性の変化を利用して、量子ドットの蛍光をスイッチングする。これら材料のエネルギー準位、粒子-分子間相互作用、エネルギー移動などを多角的に解析するとともに、単一分子蛍光測定法を用いて、単一の量子ドット-フォトクロミック分子複合体における蛍光ON/OFF挙動を制御する技術を確立・実証し、量子ドットの新しい応用を創出する。
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| 研究成果の概要 |
ジアリールエテンは、光刺激によって無色の開環体と有色の閉環体の間を可逆的に異性化する。本研究ではこの光刺激によるジアリールエテンの可逆的な色調変化を利用し、ペロブスカイトCsPbBr3量子ドット表面にジアリールエテンが結合したハイブリッドを合成して量子ドットの発光をOn/Offスイッチさせた。フェムト秒ポンププローブ分光測定を用いて解析した結果、量子ドットから閉環型ジアリールエテンへの高速な電子・エネルギー移動が観測され、非発光（Off）状態の形成に寄与していることが明らかになった。OnとOffの状態は紫外光と可視光を交互に照射することで可逆的に往き来し、高いOn/Off発光強度比を達成した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究によって、ペロブスカイトCsPbBr3量子ドット、ジアリールエテン、TEMPOを組み合わせることで安定な発光スイッチング材料の開発に成功した。さらに時間分間分光法によってそのメカニズムを解明することができた。今後、これらの知見を活かして固体状態でスイッチする光材料を開発することで、超解像イメージング用の発光プローブやナノ光メモリなどの記録媒体への応用が期待できる。
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