様々な励起プロセスを介したπ電子球体への発光閉じ込めと共鳴発光の変調

2018 年度 実績報告書

• 研究領域: π造形科学: 電子と構造のダイナミズム制御による新機能創出
• 研究課題/領域番号: 17H05142
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 山本 洋平 筑波大学, 数理物質系, 教授 (40589834)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: マイクロ共振器 / レーザー / π共役高分子 / π共役有機分子 / 自己組織化

研究実績の概要

π共役系有機分子および高分子の自己組織化によるマイクロ構造体の形成および、レーザー発振特性の発現に関する研究を行い、領域内共同研究成果３報を含む計７報の論文を発表した。具体的には、１．炭素架橋オリゴフェニレンビニレンマイクロ結晶によるレーザー共振器の作製と、エネルギー移動に関する考察（Nano Lett. 2018、領域内共同研究、国際共同研究）、配位性共役ポリマー／ユーロピウム錯体複合帯マイクロ球体によるエネルギー移動型レーザー発振共振器の実現（Chem. Asian J. 2019）、３．自己組織化BODIPYマイクロロッドによる多色発光マイクロ共振器の作成と、赤及び緑発光の物理的起源の解明（J. Phys. Chem. C 2019、領域内共同研究、国際共同研究）、４．カルバゾールージベンゾフラン連結体による金属を含まない単一分子要素からなる白色有機電界発光材料の開発（Adv. Funct. Mater. 2019）、５．誘電性をスイッチ可能な強誘電共役ポリマーの実現（Angew. Chem. Int. Ed. 2018、国際共同研究）、６．ポリチオフェン／フラーレン誘導体バルクヘテロ接合球体の作製による光電変換マイクロ球体の実現。マイクロ構造体形成によるホール輸送特性の顕著な増大を確認し、そのメカニズムについて電気化学測定、Ｘ線光電子分光測定、およびマイクロ波電気伝導度測定結果などから考察した。（ドイツHeidelberg大学との共同研究、ACS Appl. Polym. Mater. 2019）、７．プロトン付加／脱離によるWGM発光の変調（Chem. Lett. 2019）。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Duisburg-Essen大学/Heidelberg大学/Leibniz光技術研究所(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: Duisburg-Essen大学/Heidelberg大学/Leibniz光技術研究所
• [国際共同研究] Strasbourg大学(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: Strasbourg大学
• [国際共同研究] Malaga大学(スペイン)
  • 国名: スペイン
  • 外国機関名: Malaga大学
• [雑誌論文] Modulation of Whispering Gallery Modes from Fluorescent Copolymer Microsphere Resonators by Protonation/ Deprotonation (2019)
  • 著者名/発表者名: Zakarias S. Ngara, Yohei Yamamoto*
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 0000 ページ: 0000
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Significant Enhancement of Hole Transport Ability in Conjugated Polymer/Fullerene Bulk Heterojunction Microspheres (2019)
  • 著者名/発表者名: Amandeep Jindal, Hiroaki Kotani, Soh Kushida, Akinori Saeki, Takahiko Kojima, Yohei Yamamoto*
  • 雑誌名: ACS Appl. Polym. Mater. 巻: 1 ページ: 118-123
  • DOI: 10.10 1021/acsapm.8b00170
  • 査読あり
• [雑誌論文] Carbazole-Dibenzofuran Dyads as Metal-Free Single-Component White-Color Photoemitters (2019)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Tabata, Tetsuya Yamada, Hiroshi Kita, Yohei Yamamoto*
  • 雑誌名: Adv. Funct. Mater. 巻: 29 ページ: 1805824
  • DOI: 10.1002/adfm201805824
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polychromatic Photoluminescence of Polymorph Boron Dipyrromethene Crystals and Heterostructures (2019)
  • 著者名/発表者名: Aswin Asaithambi, Daichi Okada, Gunther Prinz, Hiroyasu Sato, Akinori Saeki, Takashi Nakamura, Tatsuya Nabeshima, Yohei Yamamoto, Axel Lorke*
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C 巻: 123 ページ: 5061-5066
  • DOI: 10.1021/acs.jpcc.8b09202
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Dipole Switchable Poly(para-phenyleneethynylene)s: Ferroelectric Conjugated Polymers (2018)
  • 著者名/発表者名: Soh Kushida, Emanuel Smarsly, Irene Wacker, Rasmus R. Schroder, Osamu Oki, Yohei Yamamoto, Christian Melzer, Uwe H. F. Bunz*
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 57 ページ: 17019-17022
  • DOI: 10.1002/anie201808827
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Energy Transfer-Assisted Whispering Gallery Mode Lasing in Conjugated Polymer/ Europium Hybrid Microsphere Resonators (2018)
  • 著者名/発表者名: Zakarias S. Ngara, Daichi Okada, Osamu Oki, Yohei Yamamoto*
  • 雑誌名: Chem. Asian J. 巻: 0000 ページ: 0000
  • DOI: 10.1002/asia.201801219
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] π-Electronic Cocrystal Microcavities with Selective Vibronic-Mode Light Amplification: Toward Forster Resonance Energy Transfer Lasing (2018)
  • 著者名/発表者名: Daichi Okada, Stefano Azzini, Hiroki Nishioka, Anna Ichimura, Hayato Tsuji, Eiichi Nakamura, Fumio Sasaki, Cyriaque Genet, Thomas W. Ebbesen, Yohei Yamamoto*
  • 雑誌名: Nano Lett. 巻: 18 ページ: 4396-4402
  • DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b01442
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Photo-Switchable Optical Microresonators and Memory Arrays (2019)
  • 著者名/発表者名: Daichi Okada, Zhan-Hong Lin, Jer-shing Huang, Masakazu Morimoto, Fumio Sasaki, Takeo Minari, Satoshi Ishii, Tadaaki Nagao, Masahiro Irie, Yohei Yamamoto
  • 学会等名: π造形最終シンポジウム
• [学会発表] Self-assembly of Conjugated Polymers and Peptides for Energy Applications Using Electrochemistry (2019)
  • 著者名/発表者名: Amandeep Jindal, Hiroaki Kotani, Kentaro Tashiro, Toshiaki Takei, Soh Kushida, Akinori Saeki, Takahiko Kojima, Yohei Yamamoto
  • 学会等名: π造形最終シンポジウム
• [学会発表] Self-Assembled Hexagonal Bowl-shaped Microcrystals from Planar Chiral Molecule in Non-equilibrium Supersaturation System (2019)
  • 著者名/発表者名: Osamu Oki, Hiroshi Yamagishi, Yasuhiro Morisaki, Ichiyo Hayashi, Tomoki Ogoshi, Yohei Yamamoto
  • 学会等名: π造形最終シンポジウム
• [学会発表] Air- and Water-Stable Radicals Photochemically Generated in Porous Molecular Crystals (2019)
  • 著者名/発表者名: Ami Nakayama, Hiroshi Yamagishi, and Yohei Yamamoto
  • 学会等名: π造形最終シンポジウム
• [学会発表] Single-crystal microcavities of light-harvesting dendrimers (2019)
  • 著者名/発表者名: Kohei Iwai, Hiroshi Yamagishi, Hayato Tsuji, Ken Albrecht, Fumio Sasaki, Hiroyasu Sato, Yohei Yamamoto
  • 学会等名: π造形最終シンポジウム
• [学会発表] キラル共役ポリマーマイクロ球体共振器からの円偏光発光 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大木理、Chidambar Kulkarni、Stefan C. J. Meskers、E. W. Meijer、佐々木史雄、Zhan-Hong Lin、Jer-Shing Huang、山本洋平
  • 学会等名: 第66回応用物理学会春季学術講演会
• [学会発表] Self-Assembled Organic/Polymeric Microlasers and Photoswitchable Microarrays (2019)
  • 著者名/発表者名: Yohei Yamamoto
  • 学会等名: バンドン工科大学-筑波大学ジョイントシンポジウム
  • 国際学会
• [学会発表] π共役系有機材料によるマイクロ共振器とレーザー発振 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山本洋平
  • 学会等名: 第39回レーザー学会年次大会
  • 招待講演
• [学会発表] キラル共役ポリマーマイクロ球体が示す円偏光発光特性とWGMレーザー発振 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大木理、Chidambar Kulkarni、Stefan C. J. Meskers、E. W. Meijer、佐々木史雄、Zhan-Hong Lin、Jer-Shing Huang、山本洋平
  • 学会等名: 第39回レーザー学会年次大会
• [学会発表] 光スイッチ・波長変調を可能とする自己組織化マイクロ共振器（ (2019)
  • 著者名/発表者名: 岡田大地、森本正和、入江正浩、Jer-Shing Huang、佐々木史雄、石井智、長尾忠昭、Stefano Azzini、Thomas Ebbesen、Cyriaque Genet、西岡拓紀、辻勇人、中村栄一、山本洋平
  • 学会等名: 第39回レーザー学会年次大会
• [学会発表] Fabrication of Core-Shell microsphere cavity from the conjugated polymer-europium complex by injection method to demonstrate whispering gallery mode resonance (2019)
  • 著者名/発表者名: Zakarias Seba Ngara, Osamu Oki, Daichi Okada, Amandeep Jindal, Yohei Yamamoto
  • 学会等名: 第39回レーザー学会年次大会
• [学会発表] Self-Assembled Organic/Polymeric Microlasers and Photoswitchable Microarrays (2018)
  • 著者名/発表者名: Yohei Yamamoto
  • 学会等名: 10th Singapore International Chemistry Conference (SICC10)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 有機・高分子マイクロレーザーとマイクロアレイ化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山本 洋平
  • 学会等名: レーザー学会第528回研究会「有機固体レーザー」
• [学会発表] Organic/Polymeric Microlasers and Self-Organized Microarrays (2018)
  • 著者名/発表者名: Yohei Yamamoto
  • 学会等名: π造形国際シンポジウム
  • 国際学会
• [学会発表] Photo-Switchable Optical Resonators and Optical Memory Arrays from Fluoresent Diarylethene (2018)
  • 著者名/発表者名: Daichi Okada, Zhan-Hong Lin, Masakazu Morimoto, Jer-shing Huang, Fumio Sasaki, Takeo Minari, Satoshi Ishii, Tadaaki Nagao, Masahiro Irie, Yohei Yamamoto
  • 学会等名: π造形国際シンポジウム
  • 国際学会
• [学会発表] AIE-active polymer microsphere based whispering gallery mode resonator for water gas sensing (2018)
  • 著者名/発表者名: Airong Qiagedeer, Minami Sakamoto, Fumitaka Ishiwari, Takanori Fukushima, Yohei Yamamoto
  • 学会等名: π造形国際シンポジウム
  • 国際学会
• [学会発表] Vertical Assembled Bowl-Shaped Hexagonal and Chiroptical Microcrystals from Planar Chiral Cyclophane (2018)
  • 著者名/発表者名: Osamu Oki, Hiroshi Yamagishi, Yasuhiro Morisaki, Ichiyo Hayashi, Tomoki Ogoshi, Yohei Yamamoto
  • 学会等名: π造形国際シンポジウム
  • 国際学会
• [学会発表] Hole hopping ability enhancement in conjugated polymer/fullerene bulk heterojunction microspheres (2018)
  • 著者名/発表者名: Amandeep Jindal, Hiroaki Kotani, Soh Kushida, Akinori Saeki, Takahiko Kojima, Yohei Yamamoto
  • 学会等名: 高分子学会関東支部茨城地区「若手の会」交流会
• [学会発表] 波長変調・光スイッチを可能とする自己組織化マイクロ光共振器の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 岡田 大地、山本 洋平 、辻 勇人、中村 栄一、佐々木 史雄、Cyriaque Genet、Thomas Ebbesen、Jer-shing Huang、森本 正和、入江 正浩、石井 智、長尾 忠昭
  • 学会等名: 高分子学会関東支部茨城地区「若手の会」交流会
• [学会発表] Fabrication of core-shell microsphere cavity from conjugated polymer - europium complex by injection method to demonstrate whispering gallery mode resonances (2018)
  • 著者名/発表者名: Zakarias Seba Ngara, Daichi Okada, Oki Osamu, Yohei Yamamoto
  • 学会等名: 高分子学会関東支部茨城地区「若手の会」交流会
• [学会発表] 熱、蒸気、および機械的刺激に対して色変化を示す蛍光性デンドリマー結晶ファイバー (2018)
  • 著者名/発表者名: Jooyoung Yoo、中嶋紗英、アルブレヒト建、岡崎真人、武田洋平、南方聖司、山元公寿、山本洋平
  • 学会等名: 高分子学会関東支部茨城地区「若手の会」交流会
• [学会発表] AIE-active Polymer Microspheres for Whispering Gallery Mode Resonator-based Humidity Sensing (2018)
  • 著者名/発表者名: Airong Qiagedeer, Minami Sakamoto, Fumitaka Ishiwari, Takanori Fukushima, Yohei Yamamoto
  • 学会等名: 高分子学会関東支部茨城地区「若手の会」交流会
• [学会発表] 面性不斉π共役分子からなる六角形お椀型マイクロ結晶の異方的成長と円偏光発光 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大木 理、山岸 洋、山本 洋平、森崎 泰弘、林 一陽、生越 友樹
  • 学会等名: 高分子学会関東支部茨城地区「若手の会」交流会
• [学会発表] デンドリマーからなる凝集体の高次発光挙動の探索 (2018)
  • 著者名/発表者名: 岩井航平、山岸 洋、辻 勇人、山本 洋平
  • 学会等名: 高分子学会関東支部茨城地区「若手の会」交流会
• [学会発表] Self-Assembled Organic Soft Microlasers and Photoswitchable Microarrays (2018)
  • 著者名/発表者名: Yohei Yamamoto
  • 学会等名: nternational Congress on Pure & Applied Chemistry Langkawi (ICPAC Langkawi 2018)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 簡素な分子からなる高機能多孔性結晶の発見 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山岸 洋
  • 学会等名: π造形若手会
• [学会発表] Significant Enhancement of Hole Hopping Ability in Conjugated Polymer/Fullerene Bulk Heterojunction Microsphere (2018)
  • 著者名/発表者名: Amandeep Jindal
  • 学会等名: π造形若手会
• [学会発表] 波長変調・光スイッチを可能とする自己組織化マイクロ光共振器 (2018)
  • 著者名/発表者名: 岡田 大地
  • 学会等名: π造形若手会
• [学会発表] Fabrication of core-shell microsphere cavity from conjugated polymer-europium complex by injection method to demonstrate whispering gallery mode resonances (2018)
  • 著者名/発表者名: Zakarias Seba Ngara
  • 学会等名: π造形若手会
• [学会発表] 面性不斉分子からなるお椀型六角形マイクロ結晶の異方的成長と円偏光発光 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大木 理
  • 学会等名: π造形若手会
• [学会発表] ポリマーでレーザーを創る：自己組織化によるマイクロ光共振器の構築と応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山本 洋平
  • 学会等名: ナノ・マイクロ技術支援講座
  • 招待講演
• [学会発表] 高分子マイクロ球体レーザー (2018)
  • 著者名/発表者名: 山本 洋平
  • 学会等名: 防衛大学校セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] Self-Assembled Organic/Polymeric Microlasers and Photoswitchable Arrays (2018)
  • 著者名/発表者名: Yohei Yamamoto
  • 学会等名: TGSW2018
  • 国際学会
• [学会発表] 多色発光を示すBODIPYマイクロ結晶とその光学ヘテロ構造の作成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 岡田大地、Vijai Aswin、Prinz Gunther、佐藤 寛泰、佐伯 昭紀、佐々木史雄、中村貴志、鍋島達弥、Lorke Axel、山本洋平
  • 学会等名: 第79回応用物理学会
• [学会発表] 面不斉分子からなる六角形お椀型マイクロ結晶の異方的成長と円偏光発光 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大木 理、山岸 洋、山本 洋平、森崎 泰弘、生越 友樹
  • 学会等名: 第79回応用物理学会
• [学会発表] スイッチングが可能なマイクロ光共振器とアレイ化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山本洋平、岡田大地、北山雄介、森本正和、入江正浩、Jer-Shing Huang, Zhan-Hong Lin
  • 学会等名: 第67回高分子討論会
  • 招待講演
• [学会発表] 多色発光を示すBODIPYマイクロ結晶と光学ヘテロ構造の形成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 岡田大地、Asaithambi Aswin 、中村貴志、Prinz Gunther、佐藤 寛泰、佐伯 昭紀、 鍋島達弥、Lorke Axel、山本洋平
  • 学会等名: 第67回高分子討論会
• [学会発表] 面不斉分子からなるお椀型マイクロ結晶と円偏光発光 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大木 理、山岸 洋、森崎 泰弘、林 一陽、生越 友樹、山本 洋平
  • 学会等名: 第67回高分子討論会
• [学会発表] AIE polymer-based whispering gallerying mode resonators for humidity sensing (2018)
  • 著者名/発表者名: Airong Qiagedeer, Minami Sakamoto, Fumitaka Ishiwari, Takanori Fukushima, Yohei Yamamoto
  • 学会等名: 第67回高分子討論会
• [学会発表] 熱、蒸気、および機械的刺激に対して色変化を示す蛍光性デンドリマー結晶ファイバー (2018)
  • 著者名/発表者名: Jooyoung Yoo、中嶋 紗英、山岸洋、Ken Albrecht、武田 洋平、南方 聖司、山元 公寿、山本 洋平
  • 学会等名: 第67回高分子討論会
• [学会発表] Significant enhancement of hole hopping ability in conjugated polymer/fullerene bulk heterojunction microspheres (2018)
  • 著者名/発表者名: Amandeep Jindal, Hiroaki Kotani, Soh Kushida, Akinori Saeki, Takahiko Kojima and Yohei Yamamoto
  • 学会等名: 第67回高分子討論会
• [学会発表] Self-Assembled Organic/Polymeric Microlasers and Photoswitchable Arrays (2018)
  • 著者名/発表者名: Yohei Yamamoto
  • 学会等名: European Conference on Laser Optics & Photonics
  • 国際学会
• [学会発表] Self-Assembled Organic and Polymer Semiconductor Microlasers (2018)
  • 著者名/発表者名: Yohei Yamamoto
  • 学会等名: ICSM 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Coupling of Photoluminescence with Whispering Gallery Modes in Eu3+-Coordinated Conjugated Polymer Microsphere (2018)
  • 著者名/発表者名: Zakarias S. Ngara, Daichi Okada, Oki Osamu, Yohei Yamamoto
  • 学会等名: ICSM 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Wavelength-Selective and Photo-Switchable π-Electronic Microlasers (2018)
  • 著者名/発表者名: Daichi Okada, Stefano Azzini, Hiroki Nishioka, Hayato Tsuji, Fumio Sasaki, Eiichi Nakamura, Cyriaque Genet, Thomas Ebbesen, Zhang-Hong Lin, Masakazu Morimoto, Jer-shing Huang, Takeo Minari, Tadaaki Nagao, Masahiro Irie, Yohei Yamamoto
  • 学会等名: ICSM 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Near infrared whispering gallery mode photoluminescence from conjugated polymer blend microsphere resonators (2018)
  • 著者名/発表者名: Osamu Oki, Soh Kushida, Annabel Mikosch, Kota Hatanaka, Youhei Takeda, Satoshi Minakata, Junpei Kuwabara, Takaki Kanbara, Thang Dao, Satoshi Ishii, Tadaaki Nagao, Alexander Kuhne, Felix Deschler, Richard Friend, Yohei Yamamoto
  • 学会等名: ICSM 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Donor-acceptor dendrimer crystals that display thermo-, vapor-, and mechanochromism (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoo Jooyoung, Sae Nakajima, Ken Albrecht, Youhei Takeda, Satoshi Minakata, Kimihisa Yamamoto, Yohei Yamamoto
  • 学会等名: ICSM 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Self-assembled Optical Microcavities from π-Conjugated Molecules and Polymers (2018)
  • 著者名/発表者名: Yohei Yamamoto
  • 学会等名: Fourteenth International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments (SNCPP18)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 共役ポリマーマイクロ光共振器の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山本洋平
  • 学会等名: ポリマーフロンティア21
  • 招待講演
• [学会発表] Photo-Switchable Optical Resonators and Arrays from Fluoresent Diarylethene (2018)
  • 著者名/発表者名: 岡田大地、北山雄介、Zhang Hong Lin、森本正和、Jer-shing Huang、佐々木史雄、三成剛生、石井智, 長尾忠昭、入江 正浩、山本洋平
  • 学会等名: 第66回高分子学会年次大会
• [学会発表] Carbon nitride/polyacrylonitrile nanofibers as effective cathode catalyst in microfluidic fuel cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Amandeep Jindal, Suddhasatwa Basu, Neha Chauhan, Tomofumi Ukai, Sakthi Kumar
  • 学会等名: 第66回高分子学会年次大会
• [学会発表] Self-Assembled Organic Semiconductor Microlasers (2018)
  • 著者名/発表者名: Yohei Yamamoto
  • 学会等名: CMD symposium（The National University of Malaysia, Malaysia）
  • 国際学会
• [備考] 「２つの準位から同時にレーザー発振する有機結晶を開発」
  • URL: http://www.tsukuba.ac.jp/attention-research/p201806221400.html
• [備考] 「有機材料からレーザー 筑波大学教授 山本洋平氏」
  • URL: https://www.nikkei.com/article/DGKKZO32355920Y8A620C1TJN000/
• [備考] 「Spotting hazardous vapours in the air」
  • URL: https://www.natureindex.com/article/10.1039/c7cc09342j
• [備考] 山本・山岸研究室
  • URL: http://www.ims.tsukuba.ac.jp/~yamamoto_lab/Homepage_Japanese/toppu.html
• [産業財産権] 有機マイクロ共振器、有機マイクロ共振器アレイ、偽造防止システム、スイッチング素子、有機マイクロ共振器の製造方法、有機マイクロ共振器アレイの製造方法 (2019)
  • 発明者名: 山本洋平、岡田大地
  • 権利者名: 山本洋平、岡田大地
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2019-021022号