| 研究課題/領域番号 |
21H01888
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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32010:基礎物理化学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
五月女 光 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 助教 (60758697)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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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 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2023年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2022年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
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| キーワード | 励起子拡散 / 時間分解分光 / 超解像イメージング / 太陽電池 / 有機EL / 超分子ポリマー / 励起子 / コヒーレント制御 / 時間分解発光イメージング / 顕微分光 / 時間分解顕微分光 / 光メカニカル結晶 / 顕微過渡吸収分光 / 顕微過渡吸収測定 / 超短光パルス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
太陽電池や発光材料などの光エレクトロニクス材料では、光照射により生成した励起子が材料中を伝播することにより光電機能が発現するため、その高度化を図るには、物質中の励起子の伝播過程を制御することが重要である。しかし、等方的な材料中では励起子は指向性をもたずに自発的に拡散するため、その伝播方向や空間分布を能動的に制御することは難しい。本研究では、研究代表者が凝縮相における複雑分子系のコヒーレント制御研究で培った多重励起技術を、分子集合体中の励起子の動的振る舞いに応用する。光と励起子の相互作用を、空間を規定して活用することにより、励起子の伝播過程を実空間で制御する方法論の開拓と原理検証を行う。
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| 研究成果の概要 |
太陽電池や発光材料といった光電変換材料を対象に、その励起子拡散ダイナミクスを直接的に観測、さらに光を用いて制御する方法論の開拓と原理検証を目的として、研究を推進した。多重励起光パルスを照射可能な超高速イメージングを構築し、励起子拡散の実空間計測を試みた。その結果、系の空間不均一性を反映して試料内の位置により拡散挙動が変化すること、また一方向に励起子が伝播していくなど異方的な拡散挙動が存在することを見出した。さらに、初期励起子密度に依存して励起子拡散係数が変化する様子が確認され、これは励起子消滅過程を用いて拡散挙動を変調できることを示している。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で培った励起子拡散の可視化・制御技術は、コヒーレント制御という基礎科学的な見地からだけでなく、励起子の有効利用の観点で、太陽電池や発光材料といった光電変換材料における高効率化につながり、光エネルギー変換や光物質変換プロセスに資するものである。さらに、スピン状態のもつれを利用する量子情報科学など、新興の励起子関連科学にも波及するものである。
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