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本年度は、有機分子保護半導体ナノ粒子を固定化した薄膜における微細構造および光学特性制御法の確立を目的として、CdTeナノ粒子の合成を行い、得られたナノ粒子を表面処理を施したガラス基板上に固定化させ、パターニングすることを試みた。その結果、ナノ粒子表面を親水基で保護した場合にはガラス基板上の親水部に固定化され、表面を疎水基で保護した場合には疎水部に選択的に固定化、積層化できることが明らかとなり、発光性ナノ粒子の簡便なパターニング手法の確立に成功した。一方、メルカプト基を表面に露出させたガラス基板上にはCdTeナノ粒子が高密度に固定化できることが分かった。サイズの異なるナノ粒子を用いて同様の実験を行ったところ、分散溶液に含まれるそれぞれのナノ粒子の濃度比を変化させることによって、固定化されたナノ粒子薄膜における異なるサイズのナノ粒子の固定化量を制御可能であることが明らかとなった。
また、ガラス基板上に固定化したナノ粒子単層膜に対し、アルカンチオール分子にて表面修飾を試みたところ、反応時間の経過とともにCdTeナノ粒子の発光強度が著しく増大することを見出した。これはCdTeナノ粒子表面にアルカンチオール分子が結合することにより欠陥サイトが補填され、その結果発光量子収率が増大したためであると考えられる。また、ジチオール分子を用いた場合、発光強度の上昇率が向上することも見出した。さらに固定化をくり返すことによって多層膜の作製に成功し、表面修飾によって膜内部におけるナノ粒子問の蛍光共鳴エネルギー移動を制御することに成功した。
以上の結果より、ナノ粒子をユニットとする複合薄膜の固定化・積層化手法を確立するとともに、発光強度の制御に関する興味深い知見を得ることができた。さらに今後反応条件を変化させて発光特性を制御し、微細構造との相関を明らかにすることが可能であると考えられる。
以上の成果は学会において成果発表するとともに、成果の一部についてはSmall誌に論文発表を行った。
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