| 研究概要 |
我々は,ナノ結晶を介したさまざまなエネルギー移動現象を見出し,ナノ結晶のエネルギー供給体,エネルギー伝達体としての機能を実証してきた.本研究は,エネルギー移動現象の基礎的特性を明らかにするとともに,ナノ結晶の持つ新奇光機能性として定着させ,ナノサイエンスからナノテクノロジーへの展開を計ることを目的とする.ナノ結晶系として半導体ナノ結晶のみならず,表面プラズモン励起を伴う金属ナノ結晶も研究対象とし,エネルギー受容体としては希土類イオン,無機分子,有機分子をも研究対象とする.本年度は,Siナノ結晶とErをドーピングしたSiO_2薄膜の近傍に金属薄膜を配置することによりエネルギー移動レートがどのように変化するかについて研究を行った.その結果,エネルギー移動レートはSiナノ結晶と金属膜の距離に強く依存して振動することを見出した.また,振動の様子が波長に依存して変化することを明らかにした.観測された振動構造を理論計算の結果と比較し定量的に評価することにより,Siナノ結晶からErへのエネルギー移動レートがフォトンの状態密度の二乗に比例することを見出した.この結果は,エネルギーの授受が行われている系の近傍に金属構造を設置することによりエネルギー移動効率を増強できる可能性を示したものであり,応用上非常に重要な成果である.さらに,ガラス薄膜中にドーピングしたSiナノ結晶から金属薄膜の表面プラズモンポラリトンへのエネルギー移動と,グレーティングによる表面プラズモンポラリトンの光への変換により,Siナノ結晶の発光増強を実現した.
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