光と電場による反応制御と新奇外場応答機能物性の発現

2010 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20245001
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 太田 信廣 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (70113529)
• キーワード: 光反応ダイナミクス / 光機能物性 / 電場効果 / 超伝導 / 光誘起相転移

研究概要

BEDT-TTFを電子供与体とする物質の中で、温度を変化させた時に金属と絶縁体の相転移を示すα-(BEDT-TTF)_2I_3は常温で金属の性質を示す有機電荷移動錯体である。またκ・(BEDT-TTF)_2[Cu(CN)_2]Brは常温では金属であるが低温で超伝導特性を示す物質である。これらの物質を主な対象として電気伝導度が光照射により電場印加によりどのような変化を示すかを調べた。パルスレーザーにより可視光を照射し、それと同期した光電流の時間変化を独自に開発した装置を用いて精密に測定し、電気伝導度への光励起効果を調べた。その結果、光励起により電気伝導度が変化すること、その効果は熱効果とは異なる光励起特有の効果であることを明らかにすると共に、超伝導転移温度近傍で特異的な振る舞いを示すことを明らかにした。またイオン固体のイオン伝導度への光照射効果を調べ、励起波長に依存した、温度に依存した変化を示す事を明らかにした。さらには、π-共役ポリマーやナノ粒子、さらには種々の光励起ダイナミクスが電場印加により大きな影響を受けることを明らかにした。たとえば有機電界発光材料として良く知られているパラポリフェニレンビニレン(PPV)の発光スペクトルへの電場効果を示す電場発光スペクトルは蛍光が電場により消光を示す事、しかもその消光の大きさは励起エネルギーが大きくなるにつれて増加することがわかった。また発光減衰曲線に対する電場効果の実験から、電場消光の機構として、主に励起された準位から発光状態への緩和過程が電場効果を受け、発光状態の生成量が減少するためであることがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Photoresponse of electrical conductivity in an organic superconductor investigated by time-resolved resistance measurements (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Iimori, T.Naito, N.Ohta
  • 雑誌名: Physica B : Condens.Matter 巻: 405(11S) ページ: S347-5349
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoinduced switching of electrical conductivity and its memory effect in the organic conductor [alpha]-(BEDT-TTF) 2I3 : Dependence on voltage height and temporal width of pulsed voltages (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Iimori, T.Naito, N.Ohta
  • 雑誌名: Physica B : Condens.Matter 巻: 405(11S) ページ: S344-S346
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoirradiation effect on electrical conductivity in an organic superconductor : κ-(BEDT-TTF)_2Cu[N(CN)_2]Br (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Iimori, T.Naito, N.Ohta
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C 巻: 114(19) ページ: 9070-9075
  • 査読あり
• [雑誌論文] A compact high-temperature furnace for the measurements of optoelectronic property of solid materials (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Iimori, R.Khaton, M.Takei, T.Meike, N.Ohta
  • 雑誌名: Anal.Chem.: An Indian Journal 巻: 9 ページ: 1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric-Field-Induced Enhancement/Quenching of Photoluminescence of π-Conjugated Polymer S3-PPV : Excitation Energy Dependence (2010)
  • 著者名/発表者名: M.S.Mehata, C.-S.Hsu, Y.-P.Lee, N.Ohta
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.B 巻: 114(19) ページ: 6258-6265
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric Field Effects on Optical Spectra and Excitation Dynamics of Capped CdS Quantum Dots Embedded in a Polymer Film (2010)
  • 著者名/発表者名: M.S.Mehata, M.Majumder, B.Mallik, N.Ohta
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C 巻: 114(37) ページ: 15594-15601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluorescence decay dynamics of flavin adenine dinucleotide in a mixture ofalcohol and water in the femtosecond and nanosecond time range (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Nakabayashi, Md.S.Islam, V.Ohta
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.B 巻: 114(46) ページ: 15254-15260
  • 査読あり
• [学会発表] 蛍光タンパク質の発色団のモデル化合物における光励起ダイナミクスの電場誘起変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中林孝和、日野和之、太田有香、伊藤沙由里、中野博文、太田信廣
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 神奈川大学(横浜市)
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] 有機超伝導体BEDT-TTF塩における光誘起電気伝導度変化の時間分解測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 飯森俊文、サベトファルザナ、中畑喬之、内藤俊雄、太田信廣
  • 学会等名: 第4回分子科学討論会
  • 発表場所: 大阪大学(豊中市)
  • 年月日: 20100914-20100917
• [学会発表] 蛍光タンパク質の蛍光寿命を用いた細胞内pHのその場検出 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中林孝和、大下周吾、澄川亮哉、孫凡、金城政孝、太田信廣
  • 学会等名: 第4回分子科学討論会
  • 発表場所: 大阪大学(豊中市)
  • 年月日: 20100914-20100917
• [学会発表] Time-Resolved Fluorescence Decays of FAD in a Mixture of Alcohol and Water in the Femtosecond and Nanosecond Time Range (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Nakabayashi, M.S.Islam, N.Ohta
  • 学会等名: 2010年光化学討論会
  • 発表場所: 千葉大学(千葉市)
  • 年月日: 20100908-20100910
• [学会発表] Time-resolved measurement of the photoresponse in the organic supercon dutor kapa-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Br (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Iimori, F.Sabeth, T.Nakahata, T.Naito, N.Ohta
  • 学会等名: 2010年光化学討論会
  • 発表場所: 千葉大学(千葉市)
  • 年月日: 20100908-20100910
• [学会発表] Intracellular pH Sensing in Cells Using Fluorescence Lifetime Imaging of Fluorescent Proteins (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Nakabayashi, S.Oshita, R.Sumikawa, F.Sun, M.Kinjo, N.Ohta
  • 学会等名: International Conference on Nanophotonics 2010
  • 発表場所: つくば国際会議場(つくば市)
  • 年月日: 20100530-20100603
• [学会発表] 蛍光寿命イメージング測定と細胞内環境の評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 太田信廣
  • 学会等名: 視る生物学5～植物を視る光の新技術～
  • 発表場所: 奈良先端科学技術大学院大学(奈良県生駒市) 招待講演
  • 年月日: 2010-11-25
• [学会発表] FLUORESCENCE LIFETIME IMAGING MICROSCOPY (FLIM) AND ITS APPLICATION TO BIOLOGICAL SYSTEM (2010)
  • 著者名/発表者名: 太田信廣
  • 学会等名: The 2nd International conference on chemical
  • 発表場所: University Gadjah Mada(インドネシア) 招待講演
  • 年月日: 2010-10-14
• [学会発表] Photoinduced Electron Transfer in Solid Films in the Presence of External Electric Fields (2010)
  • 著者名/発表者名: 太田信廣
  • 学会等名: 1st International Conference Reaction Kinetics in Condensed Matter
  • 発表場所: Moscow Region State University(ロシア) 招待講演
  • 年月日: 2010-09-22
• [学会発表] 光電変換物質π-ポリマーの電場吸収・電場発光測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 太田信廣
  • 学会等名: 第4回分子科学討論会
  • 発表場所: 大阪大学(豊中市)
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] Electrophotoluminescence (E-PL) of π-conjugated polymers of poly (phenylene vinylene) derivaties (2010)
  • 著者名/発表者名: 太田信廣
  • 学会等名: 2010年光化学討論会
  • 発表場所: 千葉大学(千葉市) 招待講演
  • 年月日: 2010-09-08
• [図書] Synergy Effects of Photoirradiation and Applied Voltage in Electrical Conductivity of alpha-(BEDT-TIF) 213 (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Ohta, T.Iimori, T.Naito
  • 総ページ数: 17
  • 出版者: Molecular Electronic and Related Materials-Control and Probe with Light