|
本研究では、ヘテロ構造ナノ粒子やカーボンナノチューブなど幾何学的構造に特色があるナノ構造体の時空間分解分光測定を行い、ナノ構造半導体のマルチエキシトン状態の解明と制御により新しい光学過程と光機能の探索を行った。
本年度は、これまでに開発した顕微分光測定システムを活用し、様々な材料を対象とした単一粒子発光分光測定をさらに推進した。特に、高い検出効率と高感度測定を活かし、紫外域や近赤外域で発光する材料を対象とした拡張的な実験を行った。励起光源には、広帯域のピコ秒パルス光源と波長可変バンドパスフィルターを用い、励起条件を精密に制御した。単一粒子の発光検出には、従来の単一光子検出器を用いたほか、高感度なカメラや近赤外域に高い感度をもつ検出器を導入した。中性エキシトン、荷電エキシトン、バイエキシトンの性質を明らかにするために、室温測定システムおよび低温測定システムの改良・拡張を行った。特に、単一粒子からの発光の強度相関を精密に測定する干渉計を構築し、さらにその測定データから起源の異なる信号を抽出する解析技術を開発した。試料としては、コアシェル型ナノ粒子、球状ナノ粒子を内包するナノロッド、厚いシェルを形成したナノ粒子など、特色ある半導体ナノ構造試料を用いた。発光強度、発光寿命、偏光度、発光エネルギーなど異なる物理量を単一ナノ構造レベルで同時測定することにより、マルチエキシトン状態の解明とそれが関与した光学現象の研究を行った。これらの計測法と試料を活用することで、様々な材料における中性エキシトン、荷電エキシトン、バイエキシトンの信号について、それぞれの輻射寿命やオージェ再結合寿命の特徴を定量的に明らかにした。得られた結果を取りまとめ、学術論文および学会発表を行った。
|
