| 研究課題/領域番号 |
21KK0092
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分32:物理化学、機能物性化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
伊都 将司 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 准教授 (10372632)
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| 研究分担者 |
北川 大地 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 講師 (50736527)
五月女 光 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 助教 (60758697)
伊藤 冬樹 信州大学, 学術研究院教育学系, 教授 (80403921)
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| 研究期間 (年度) |
2021-10-07 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)
2024年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2023年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2022年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 励起エネルギー移動 / 超解像計測 / アップコンバージョンナノ粒子 / 励起移動 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では日仏の中堅・若手研究者がチームを結成し，共役化合物固体が示す高速励起移動の機構解明のために，励起移動の距離と方向をナノ精度で実測する。目的達成のためには，励起位置と励起移動の到達点（蛍光を発する）をナノ精度で決定する必要がある。到達点は顕微蛍光イメージングで得られた発光スポットを２Ｄガウス関数で解析することでナノ精度決定できるが，回折限界によりレーザー光を集光するのみでは10 nm程度の励起サイズは達成できず，励起位置決定が課題である。そこで，アップコンバージョン発光を示すナノ粒子をナノサイズ励起源とし，励起移動距離と方向の超解像実空間計測を達成する。
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| 研究成果の概要 |
共役有機固体中の励起エネルギー移動（EET）のナノスケール実空間計測実現のために，希土類イオンであるTmを含むアップコンバージョンナノ粒子（TmUCナノ粒子）を共役分子固体に埋め込み，その単一粒子発光とEET後の共役固体の発光を波長分割して検出した。得られたイメージデータを詳細に解析し，TmUCナノ粒子の発光スポットの局在位置と，TmUCナノ粒子から共役固体へのEET後に共役固体内部でのエネルギーマイグレーションの結果到達するトラップ（発光）サイトの位置を同じイメージング領域で高精度決定することに成功し，共役固体中で数nmから数十nmの励起移動距離を実空間で計測することに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
光エネルギーを吸収して励起状態となった分子の励起エネルギーをロス無く反応系に伝達する機構は，高効率の光エネルギー利用系構築に重要な要素である。そのような系の構築，設計指針の確立には，ナノメートルスケールの空間で起こる励起移動の距離や方向などを正確に測定することが重要であるが，従来の測定手法では励起動距離の実空間直接測定は困難であった。本研究ではそのような測定を可能にする手法を開発し，実際に共役分子固体の励起移動距離の測定に成功した。
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