| 研究課題/領域番号 |
20K21200
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分34:無機・錯体化学、分析化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
平井 健二 北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (10754400)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 金属有機構造体 / MOF / 金属内包フラーレン / 非線形光学 / 量子ドット / リチウム内包フラーレン / 有機金属構造体 / metal-organic framework / レーザー発振 / 光共振器 / 自己集合 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
小型レーザーは微細加工や視覚障碍者用アイウェアの光源として高い注目を集めている。本研究では、金属イオンと有機分子（配位子）が自発的に構造体をつくる現象（自己集合）を利用して、可視光レーザーとして機能する光学材料の開発を目指す。金属イオンと有機配位子の組み合わせを様々にかえることで、レーザー発振するための最適な光学材料を探索する。本成果によって、小型レーザー開発に於ける配位自己集合の可能性を開拓する。
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| 研究成果の概要 |
金属イオンと有機配位子の自己集合によって規則的な多孔性構造を有する金属有機構造体（MOF: metal-organic framework）が組み上がる。巨大な細孔を有するMOFに量子ドットや金属内包フラーレンを担持することで特異な光学特性の発現を確認した。Li+@C60を内包するMOF-177では、分子内包による対称性の破れによって第二次高調波（SHG）発生が可能となったことが明らかとなった。また、Li+@C60を内包していない状態と比較してSHG強度が40%程度向上しており、MOFによるLi+@C60の規則的な配列とホストゲスト相互作用によって、高調波発生の効率が向上することが示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、大気中で不安定な分子や粒子を多孔性材料の中に導入することで、安定な光学応答を示すことに成功した。特に、多孔性材料の中で分子や粒子が配列することで、光学特性が向上しており、光学応答を示す雌新たな複合材料の設計指針となる成果を提示した。
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