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2010 年度 実績報告書

温度依存性に注目した光捕集性デンドリマーにおける超高速励起子伝達過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22340083
研究機関熊本大学

研究代表者

赤井 一郎  熊本大学, 衝撃・極限環境研究センター, 教授 (20212392)

研究分担者 島本 知茂  熊本大学, 衝撃・極限環境研究センター, 技術専門職員 (70419638)
藤井 淳浩  熊本大学, 衝撃・極限環境研究センター, 名誉教授 (30034375)
下條 冬樹  熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (60253027)
キーワード光物性 / ナノ材料 / 高効率太陽光発電材料 / フェムト秒分光 / エネルギー伝達
研究概要

光捕集性デンドリマーは、光アンテナ系で捕集した光エネルギーを100%近い量子効率でコアに伝達させることから注目されている。本研究では、吸収・発光スペクトル、フェムト秒時,間分解発光の温度変化に注目し、光アンテナ部からコア部への励起子エネルギー伝達過程とその物理的機構の解明を目的とする。本年度の実績の概要は以下の通り。
1.カーゲート計測システムの構築
広い波長範囲が観測可能なカーゲート計測法を採用し、既存のチタン・サファイア・レーザー再生増幅器とフェムト秒光パラメトリックアンプを光源に用いた計測システムを構築した。
2.室温における超高速光応答の観測
光捕集性デンドリマーのアンテナ部品分子の超高速光応答を調べた。高いπ共役性を保つアンテナ部品分子において、明確なコヒーレントフォノン信号が観測された。現在、室温におけるカーゲート計測システムを用いた超高速応答の観測を試みている。
3.基礎光学スペクトルの温度依存性の解明
アンテナ部品分子の基礎光学スペクトルの温度変化を詳細に調べた。その結果、高いπ共役性を保つ系において、電子格子相互作用因子が温度ともに減少することを見出した。現在、その物理的機構について検討している。
4.半経験分子軌道法による低振動分子振動の解析
コヒーレントフォノン信号に含まれる低振動分子振動の同定を行い、エネルギー伝達の温度依存性で重要な役割を果たすと考えられるアンテナ部のねじれ振動が特定できた。
5.第1原理分子動力学シミュレーション法による励起子伝達の理論的研究
有限温度における第1原理分子動力学シミュレーションにより、これまでフェルスター型のエネルギー伝達を起こすと考えられていたデンドリマー系で、デクスター型エネルギー伝達が高効率に起こることを示した。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (12件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Atomistic mechanisms of rapid energy transport in light harvesting molecules2011

    • 著者名/発表者名
      大村訓史
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 98 ページ: 113302(3)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid energy transfer process through, π*-conjugation network in meta-linked branching dendrimers2011

    • 著者名/発表者名
      赤井一郎
    • 雑誌名

      physica status solidi(c)

      巻: 8 ページ: 155-158

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vibration analyses and rapid energy transfer in π-conjugated dendrimers having oligo phenylenevinylene antennas2011

    • 著者名/発表者名
      島本知茂
    • 雑誌名

      physica status solidi(C)

      巻: 8 ページ: 58-61

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spectroscopic investigation of excitons, photocarriers, and bias-induced carriers in regioregular poly(3-alkylthiophene)2011

    • 著者名/発表者名
      鐘本勝一
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: (掲載確定)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct optical probing of negative carriers from an operating[6,6]-phenyl C61.butyric acid methyl ester diode2010

    • 著者名/発表者名
      鐘本勝一
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 97 ページ: 033307(3)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dexter type energy transfer in meta-linked branching dendrimers2010

    • 著者名/発表者名
      赤井一郎
    • 雑誌名

      Physics Reports of Kumamoto University

      巻: 13 ページ: 333-340

  • [雑誌論文] Length dependence of rapid energy transfer in, pi-conjugated dendrimers having oligo phenylenevinylene antennas2010

    • 著者名/発表者名
      島本知茂
    • 雑誌名

      Physics Reports of Kumamoto University

      巻: 13 ページ: 341-348

  • [学会発表] MgO基板に挟まれたCu_2O薄膜の励起子スペクトルとその波長変調分光2011

    • 著者名/発表者名
      岩満一功
    • 学会等名
      日本物理学会「第66回年次大会」
    • 発表場所
      (震災のため、新潟大学での開催は中止されたが、Web公開)
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] Lz gradient QWにおける励起子伝播の顕微分光2011

    • 著者名/発表者名
      長友悠介
    • 学会等名
      日本物理学会「第66回年次大会」
    • 発表場所
      (震災のため、新潟大学での開催は中止されたが、Web公開)
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] 光捕集性デンドリマーのアンテナ部品分子のコヒーレントフォノン2011

    • 著者名/発表者名
      赤井一郎
    • 学会等名
      日本物理学会「第66回年次大会」
    • 発表場所
      (震災のため、新潟大学での開催は中止されたが、Web公開)
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] 光捕集性アンテナ部品分子の光学スペクトルとその温度依存牲2011

    • 著者名/発表者名
      海江田真祐
    • 学会等名
      日本物理学会「第66回年次大会」
    • 発表場所
      (震災のため、新潟大学での開催は中止されたが、Web公開)
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] Lz-gradient量子井戸構造の顕微発光分光2010

    • 著者名/発表者名
      稲生繁
    • 学会等名
      第21回光物性研究会
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪)
    • 年月日
      2010-12-10
  • [学会発表] 光捕集性アンテナ部品分子の光学スペクトル2010

    • 著者名/発表者名
      藤井拓也
    • 学会等名
      第21回光物性研究会
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪)
    • 年月日
      2010-12-10
  • [学会発表] 光捕集性アンテナ部品分子のコヒーレントフォノン2010

    • 著者名/発表者名
      小堀真美
    • 学会等名
      第21回光物性研究会
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪)
    • 年月日
      2010-12-10
  • [学会発表] Soft vibrational modes and their importance in LH-dendrimers2010

    • 著者名/発表者名
      赤井一郎
    • 学会等名
      The 1st International Symposium on Advanced Soft Materials-Physics and Chemistry-
    • 発表場所
      熊本大学(熊本)(招待講演)
    • 年月日
      2010-11-26
  • [学会発表] First-Principles Simulations of Electron Transport in Light-Harvesting Dendrimers2010

    • 著者名/発表者名
      大村訓史
    • 学会等名
      The 1st International Symposium on Advanced Soft Materials-Physics and Chemistry-
    • 発表場所
      熊本大学(熊本)
    • 年月日
      2010-11-26
  • [学会発表] Rapid energy transfer process through π*-conjugation network in meta-linked branching dendrimers2010

    • 著者名/発表者名
      赤井一郎
    • 学会等名
      The 9th Int.Conf.on Excitonic and Photonic Processes in Cond.and Nano Mat.(EXCON'10)
    • 発表場所
      Novotelブリスベンブリスベン(オーストラリア)
    • 年月日
      2010-07-13
  • [学会発表] Vibration analyses and rapid energy transfer in π-conjugated dendrimers having oligo phenylenevinylene antennas2010

    • 著者名/発表者名
      島本知茂
    • 学会等名
      The 9th Int.Conf.on Excitonic and Photonic Processes in Cond.and Nano Mat.(EXCON'10)
    • 発表場所
      Novotelブリスベン・ブリスベン(オーストラリア)
    • 年月日
      2010-07-13
  • [学会発表] Energy transfer efficiency from light harvesting antennas to the core in π-conjugated small dendrimers2010

    • 著者名/発表者名
      永吉祐子
    • 学会等名
      International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2010
    • 発表場所
      京都国際会議場(京都)
    • 年月日
      2010-07-05
  • [備考]

    • URL

      http://pltop.shocomarec.kumamoto-u.ac.jp/index-j.html

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公開日: 2012-07-19  

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