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2010 年度 実績報告書

電子をプローブとする界面機能の単一微粒子分光とフェムト秒近赤外分光による研究

公募研究

研究領域分子高次系機能解明のための分子科学―先端計測法の開拓による素過程的理解
研究課題/領域番号 22018029
研究機関関西学院大学

研究代表者

玉井 尚登  関西学院大学, 理工学部, 教授 (60163664)

キーワード半導体量子ドット / オージェ効果 / 単一微粒子分光 / 発光明滅現象 / 水素結合 / 倍音ダイナミクス / フェムト秒近赤外分光
研究概要

本研究は、オージェ再結合ないしオージェイオン化をプローブとして量子ドット(QDs)界面や固/気界面等の特性を解析しようとするものである。一方、界面層では水素結合が重要な寄与をしているので、近赤外領域における倍音ダイナミクスを時間分解して解析し、水素結合の変化を解析することを試みた。
半導体QDsの単一微粒子分光:QDsの欠陥発光は界面の影響を強く受けると考えられるが、発光量子収率が低く単一微粒子分光による研究がなかった。そこで、欠陥発光を主発光とする2種類のQDs、L-グルタチオンキャップCdS QDsおよびCdSe QDsの単一微粒子分光から欠陥準位由来の発光のメカニズムを解明した。その結果、1.欠陥発光を主発光とする単一QDsの発光ブリンキングは強度分布が広いという特徴を持っていること、2.単一QDsの発光スペクトルはバンド幅が狭く、複数の欠陥発光準位が存在し、その間を時間的に拡散している事などが分かった。
半導体QDsのオージェ効果の界面依存性:オージェ再結合の界面依存性を解析するためにCdS QDsを種々の保護剤で保護し、固有発光とトラップ発光が同時に観測されるQDsを合成すると共に、時間分解分光でオージェ再結合を評価した。その結果、界面保護剤に関係無くτ_<Auger>~D^<6.0>の関係を示した。以前の結果を考慮すると、オージェ再結合は1分子層程度の界面(欠陥)状態には依存せず、界面層に勾配を持つような電子状態変化が重要であることがわかった。
倍音ダイナミクスのフェムト秒近赤外分光:H_2OおよびD_2Oをフェムト秒パスルで励起し比較すると、OH水素結合が光電場で強くなりその後緩和する様子が近赤外領域の時間分解スペクトルから明らかになった。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Auger Recombination Dynamics in Hybrid Silica-Coated CdTe Nanocrystals2011

    • 著者名/発表者名
      Gabriel Sagarzazu
    • 雑誌名

      Phys.Chem.Chem.Phys.

      巻: 13 ページ: 3227-3230

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Size-Dependent Multiexciton Spectroscopy and Moderate Temperature Dependence of Biexciton Auger Recombination in Colloidal CdTe Quantum Dots2010

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Kobayashi
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem.C

      巻: 114 ページ: 17550-17556

    • 査読あり
  • [学会発表] コアシェル型InP/ZnS量子ドットのオージェ再結合と単一微粒子分光-シェル厚依存性-2011

    • 著者名/発表者名
      竹内彰
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      神奈川大学 横浜キャンパス
    • 年月日
      2011-03-28
  • [学会発表] PbSナノ結晶のキャリア増幅と界面依存性の時間分解分光による研究2011

    • 著者名/発表者名
      関東詩織
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      神奈川大学,横浜キャンパス
    • 年月日
      2011-03-28
  • [学会発表] CdTe半導体量子ドットの励起子生成過程と複数励起子間相互作用に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      小林洋一
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      神奈川大学 横浜キャンパス
    • 年月日
      2011-03-28
  • [学会発表] Multiexciton Spectroscopy and Temperature Dependence of Auger Recombination in CdTe Quantum Dots2010

    • 著者名/発表者名
      Naoto Tamai
    • 学会等名
      The 7th Korea-Japan Symposium on Frontier Photoscience
    • 発表場所
      Daegu, Korea
    • 年月日
      2010-10-24
  • [学会発表] Time-Resolved Laser Spectroscopy of Highly Photoluminescent Silica-Coated CdTe Nanocrystals2010

    • 著者名/発表者名
      SAGARZAZU Gabriel
    • 学会等名
      第4回分子科学討論会
    • 発表場所
      大阪大学 豊中キャンパス
    • 年月日
      2010-09-17
  • [学会発表] CdTe量子ドットのAuger再結合の温度依存性2010

    • 著者名/発表者名
      小林洋一
    • 学会等名
      第4回分子科学討論会
    • 発表場所
      大阪大学 豊中キャンパス
    • 年月日
      2010-09-14
  • [学会発表] 単一CdSeおよびCdTe量子ドットの発光挙動評価2010

    • 著者名/発表者名
      高橋陽平
    • 学会等名
      光化学討論会
    • 発表場所
      千葉大学 西千葉キャンパス
    • 年月日
      2010-09-09
  • [学会発表] Femtosecond Transient Absorption Spectroscopy and Single Particle Spectorscopy of Core-shell InP/ZnS Quantum Dots2010

    • 著者名/発表者名
      TAKEUCHI, Akira
    • 学会等名
      光化学討論会
    • 発表場所
      千葉大学 西千葉キャンパス
    • 年月日
      2010-09-09
  • [学会発表] Effects of Temperature on Biexciton Auger Recombination of Cadmium Telluride Quantum Dots2010

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Kobayashi
    • 学会等名
      XXIIIth IUPAC Symposium on Photochemistry
    • 発表場所
      Ferrara, Italy
    • 年月日
      2010-07-13
  • [備考]

    • URL

      http://sci-tech.ksc.kwansei.ac.jp/~tamai/Top.htm

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公開日: 2012-07-19  

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