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2011 年度 実績報告書

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

研究課題

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

常温で金属の性質を示す有機電荷移動錯体であるκ・(BEDT-TTF)2「Cu(CN)2」Brは低温で超伝導特性を示すのに対し、その重水素化物は常温では金属、そして低温にするにしたがって金属と絶縁体の混合物になり、温度の低下と共に抵抗値が単調に大きくなる事が知られている。この重水素化物の電気伝導度が光照射により、そして電場印加により、さらには光と電場の同時作用によりどのような変化を示すかを調べた。印加する電圧を低く抑えて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することにより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大きくなること、こ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、光電流の大きさには顕著な温度依存性が存在することを明らかにした。また、抵抗値の大きな低温にて印加する電圧を大きくしていくと、ある閾値以上の電圧では、急激に電流が流れ、抵抗値が急激に減少することを見つけた。すなわち有機化合物における絶縁体一金属間の遷移を電場により誘起できることを示すことができた。この転移が起こった後に電圧を下げていくと元の低伝導状態に戻るが、金属になるために必要な電圧と、金属から絶縁体に戻る時の電圧は異なり、電圧-電流特性にいわゆるヒステリシスが観測されることを示した。また、絶縁体一金属間の相転移が起こらない程度の電圧を加えた上で、光を照射すると、電場と光の相乗効果として絶縁体-金属間の転移が起こることを見つけた。また典型的なイオン性固体であるヨウ化銀のイオン伝導度が光照射により増加すること、しかも非常に低い液体窒素温度ではその光照射効果は3桁の電気伝導度の変化を誘起することを見つけた。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Insulator-metal transitions induced by electric field and photoirradiation in organic Mott-insulator deuterated κ-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Br2012

    • 著者名/発表者名
      F.Sabeth, T.Iimori, N.Ohta
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc

      巻: 134 ページ: 6984-6986

    • DOI

      10.1021/ja302725e

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gigantic photoresponse and reversible photoswitching in the ionic conductivity of polycrystalline β-AgI2012

    • 著者名/発表者名
      F.Sabeth, T.Iimori, N.Ohta
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.C

      巻: 116 ページ: 9209-9213

    • DOI

      10.1021/jp300382x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] pH Dependence of the fluorescence lifetime of enhanced yellow fluorescent protein in solution and cells2012

    • 著者名/発表者名
      T.Nakabayashi, Shugo Oshita, Ryoya Sumikawa, Fan Sun, M.Kinjo, N.Ohta
    • 雑誌名

      J.Photochem.Photobiol.

      巻: A235 ページ: 65-71

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2012.02.016

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gigantic electric dipole moment of organic microcrystals evaluated in dispersion liquid with polarized electroabsorption spectra2012

    • 著者名/発表者名
      H.-C.Chiang, T.Iimori, T.Onodera, H.Oikawa, N.Ohta
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.

      巻: C116(14) ページ: 8230-8235

    • DOI

      10.1021/jp3005376

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Time-resolved photoresponse measurements of the electrical conductivity of thequasi-two-dimensional organic superconductor b-(BEDT-TTF)2I3 using a nanosecond laser pulse2011

    • 著者名/発表者名
      T.Iimori, F.Sabeth, T.Naito, N.Ohta
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.C

      巻: 115 ページ: 23998-24003

    • DOI

      10.1021/jp2088912

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intracellular pH sensing using autofluorescence lifetime microscopy2011

    • 著者名/発表者名
      S.Ogikubo, T.Nakabayashi, T.Adachi, Md.S.Islam, T.Yoshizawa, M.Kinjo, N.Ohta
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.B 115(34)

      巻: B115(34) ページ: 10385-10390

    • DOI

      10.1021/jp2058904

    • 査読あり
  • [雑誌論文] J.Photochem.Photobiol.2011

    • 著者名/発表者名
      K.Awasthi, N.Ohta
    • 雑誌名

      J.Photochem.Photobiol.

      巻: A221 ページ: 40-920

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2011.04.009

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electroabsorption spectra of PbSe nanocrystal quantum dots2011

    • 著者名/発表者名
      X.Liu, T.Iimori, R.Ohshima, T.Nakabayashi, N.Ohta
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett.

      巻: 98 ページ: 161911-13

    • DOI

      10.1063/1.3583450

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photo- and field-induced charge-separation and phosphorescence quenching in organometallic complex Ir(ppy)32011

    • 著者名/発表者名
      M.Mehata, N.Ohta
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett.

      巻: 98 ページ: 181910-13

    • DOI

      10.1063/1.3582916

    • 査読あり
  • [雑誌論文] External Electric Field Effects on state Energy and Photoexcitation Dynamics of Water Soluble CdTe Nanoparticles2011

    • 著者名/発表者名
      R.Ohshima, T.Nakabayashi, Y.Kobayashi, N Tamai, N.Ohta
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.

      巻: C115(31) ページ: 15274-15281

    • DOI

      10.1021/jp204660m

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electric-field-induced changes in absorption and fluorescence of the green fluorescent protein chromophore in a PMMA film2011

    • 著者名/発表者名
      T.Nakabayashi, K.Hino, Y.Ohta, S.Ito, H.Nakano, N.Ohta
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.

      巻: B115(26) ページ: 8622-8626

    • DOI

      10.1021/jp203090e

    • 査読あり
  • [雑誌論文] pH-Dependent network formation of quantum dots and fluorescent quenching by Au nanoparticle embedding2011

    • 著者名/発表者名
      S.Sekiguchi, K.Niikura, N.Iyo, Y.Matsuo, A.Eguchi, T.Nakabayashi, N.Ohta, K.Ijiro
    • 雑誌名

      ACS App.Mater.Interfaces

      巻: 3(11) ページ: 4169-4173

    • DOI

      10.1021/am201013n

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 超伝導状態を光で誘起できるか?-光と電場による有機電荷移動錯体の電気伝導特性の制御-2011

    • 著者名/発表者名
      太田信廣、飯森俊文
    • 雑誌名

      現代化学

      巻: 6 ページ: 38-44

  • [雑誌論文] 自家蛍光寿命イメージングの基礎と展開2011

    • 著者名/発表者名
      中林孝和、太田信廣
    • 雑誌名

      光化学

      巻: (レビョー)42(N2) ページ: 52-59

  • [学会発表] Electrophotoluminescence spectra of pyrene solution2012

    • 著者名/発表者名
      太田信廣
    • 学会等名
      化学系協会北海道支部2012年冬季研究発表会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2012-01-31
  • [学会発表] Electroabsorption and Electrophotoluminescence Measurements in Solution and Solid Films2011

    • 著者名/発表者名
      N.Ohta
    • 学会等名
      The third Asian Spectroscopy Conference (ASC2011), and Oceania Conference for Photobiology (AOCP 2011)
    • 発表場所
      Xiamen University, Xiamen, (China)(招待講演)
    • 年月日
      20111128-20111201
  • [学会発表] Unprecedented optoelectronic function in organic conductors and in ionic solids2011

    • 著者名/発表者名
      N.Ohta
    • 学会等名
      The third RIES-CIS Sympsoium
    • 発表場所
      National Chiao Tung University, Hsinchu, (Taiwan)(招待講演)
    • 年月日
      20111028-20111029
  • [学会発表] Intracellular environmental assessment based on fluorescence lifetime microscopy2011

    • 著者名/発表者名
      N.Ohta
    • 学会等名
      The 5th Asia and Oceania Conference for Photobiology (AOCP 2011)
    • 発表場所
      Nara Prefectural New Public Hall, (Nara)(招待講演)
    • 年月日
      20110730-20110801
  • [学会発表] Unprecedented Optoelectronic Function in Organic Conductors2011

    • 著者名/発表者名
      N.Ohta, T.Iimori
    • 学会等名
      IUPAC 7th International Conference on Novel Materials and Synthesis (NMS-VII) & 21'st International Symposium on Fine Chemistry and Functional Polymers (FCFP-XXI)
    • 発表場所
      Fudan University, Shanghai, (China)(招待講演)
    • 年月日
      2011-08-18
  • [学会発表] Time-Resolved Electrophotoluminescence Measurements : Electric Field Effects on Photoexcitation Dynamics2011

    • 著者名/発表者名
      太田信廣
    • 学会等名
      ATTO3 The 3rd Internaional Conference on Attosecond Physics
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2011-07-06
  • [学会発表] 光および電場による反応、機能、物性の制御2011

    • 著者名/発表者名
      太田信廣
    • 学会等名
      附置研究所間アライアンス「次世代エレクトロニクス」グループ(G1)分科会 琉球大学ジョイントシンポジウム
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄)
    • 年月日
      2011-05-11

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公開日: 2013-06-26  

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