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2023 年度 実績報告書

ナノ原子溝が誘起する高配向J会合体における超放射の観測

研究課題

研究課題/領域番号 21K04813
研究機関浜松医科大学

研究代表者

田中 利彦  浜松医科大学, 医学部, 教務補佐員 (10709819)

研究分担者 青山 哲也  国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 専任研究員 (50342738)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード色素 / J会合体 / 超放射 / ポリテトラフルオロエチレン / 分子配向
研究実績の概要

最終的に厳密に超放射と断定できるデータを得ることはできなかったが、その可能性を示す色素分子配向薄膜を作成することができた。すなわち複数のビスアゾ分子の配向薄膜に部分的に生じるJ会合体から生じる赤色~近赤外光の発光を観測した。これら色素は通常発光せずJ会合体を生じることでのみ発光する。そこでこれらの発光はでは部分的に超放射を生じている可能性が高いと考えられる。今後会合体の純度や薄膜の構造を改良することでこの超放射をもっと強め、レーザーなどに利用し得る可能性があると考える。
一方、ここで薄膜中で色素分子を配向させるためにポリテトラフルオロエ千レン(PTFE)のラビング膜上に色素分子を蒸着する方法を用いて来たが、その配向メカニズムを従来よりも詳細に解明した。PTFEに固有なヘリックス構造により、PTFE鎖間に生じる表面の溝がラビング方向に配列していて、そこに線形な色素分子が一つはまり込んで臨界核となるため、配向度はそのはまり込んだ状態でほぼ決まる。したがってこの機構は原子溝エピタキシーと称しても良いと思われる。そしてこのメカニズムには一般に色素の形状が線形である事が必要であるが、末端基の微妙な影響も大きく、その適切な分子設計で極めて高い一軸配向度が得られる。この末端基の影響を今回詳細に明らかにすることが出来た。この知見は分子設計上有用であり、また超放射を得るためにも有利であると思われる。
以上のように強い超放射を生じる色素薄膜を開発するための重要な知見が得られた。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] University of St Andrews(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of St Andrews
  • [学会発表] Different formation characteristics of J-aggregates in two bisazo dyes with very similar chemical structure2024

    • 著者名/発表者名
      Jian Yu, Atsuya Muranaka, Masamitsu Ishitobi, Hirohito Umezawa, Masanobu Uchiyama, Yutaka Yamagata, Toshihiko Tanaka, Shinya Matsumoto, Tetsuya Aoyama
    • 学会等名
      第71回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 配列ポリテトラフルオロエチレン表面における線形色素分子の原子溝エピタキシと末端アルキルアミノ基2024

    • 著者名/発表者名
      田中利彦, 青山哲也, 石飛昌光, 村中厚哉, 梅澤洋史, 三浦康弘, 山形豊, 内山真伸
    • 学会等名
      第71回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] Locally Growing J-Aggregates and Enormous Red Shift in Molecularly Oriented Bisazo Dye Films2023

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Aoyama, Toshihiko Tanaka
    • 学会等名
      18th International Conference on Organized Molecular Films (ICOMF18)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Enormous Red Shift Induced by J-Aggregates Formed in Rapidly Vacuum Deposited Thin Films2023

    • 著者名/発表者名
      Jian Yu, Atsuya Muranaka, Masamitsu Ishitobi, Hirohito Umezawa, Masanobu Uchiyama, Yutaka Yamagata, Toshihiko Tanaka, Shinya Matsumoto, Tetsuya Aoyama
    • 学会等名
      KJF International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] 配列ポリテトラフルオロエチレン表面における線形色素分子の原子溝エピタキシと末端アルキル基2023

    • 著者名/発表者名
      田中利彦, 石飛昌光, 青山哲也, 村中厚哉, 梅澤洋史, 三浦康弘, 山形豊, 内山真伸
    • 学会等名
      第84回応用物理学会秋季学術講演会

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公開日: 2024-12-25  

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