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2012 年度 実績報告書

規則配列したπ電子系結晶空間が示す協同的発光増幅現象

公募研究

研究領域高次π空間の創発と機能開発
研究課題/領域番号 23108712
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

柳 久雄  奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 教授 (00220179)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
キーワード高性能レーザー / 分子性固体 / TPCO / パルス型遅延発光 / 協同的発光現象
研究実績の概要

協同的発光現象であることが示唆されている(チオフェン/フェニレン)コオリゴマー(TPCO)結晶から得られるパルス型遅延発光の発生起源を明らかにするため、以下の研究を行った。(1) TPCO誘導体単結晶の成長と微細加工: TPCO単結晶が示すパルス型遅延発光が、結晶の形状やサイズ、分子配向よって、スペクトル分裂や遅延時間がどのように変化するかを調べるため、これまでパルス型遅延発光が得られたBP1T-OMeとは対称性の異なる BP2T-OMeと、分子末端にシアノ基をもつ BP1T-CNを用いて単結晶を作製した。その結果、BP2T-OMeはBP1T-OMeと同じ斜方晶系の薄板状結晶に成長したのに対して、BP1T-CNはこれまでのTPCOとは異なる三斜晶系に属する針状および薄板状の結晶に成長した。これらの結晶構造の違いは、分子間における末端基の水素結合とクーロン相互作用に起因していることを明らかにした。また、フォトリソグラフィと反応性イオンエッチングを用いてBP1T多結晶膜を幅10 μmのマイクロキャビティ構造に微細加工することに成功した。  (2) TPCO単結晶の時間分解発光測定:  (1)で作製した2種のTPCO誘導体単結晶を用いて、Ti:Sパルスレーザー励起による時間分解発光測定を行った。その結果、レーザー発振の励起閾値前の励起密度において、BP2T-OMe結晶からは80 ps、BP1T-CNからは50 psの遅延時間を伴ったパルス型遅延発光を観測した。これらの遅延時間はこれまでにBP1T-OMe結晶から得られた300 psより短いことから、結晶面内での遷移双極子の配向の違いが協同的発光増幅現象に影響しており、遷移双極子の一軸配向性が高いほど遅延時間が長くなることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (21件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Lasing from Epitaxially Oriented Needle Crystals of a Thiophene/Phenylene Co-Oligomer2012

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Mizuno
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: 24 ページ: 2404-2408

    • DOI

      10.1002/adma.201104182

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single Crystals of 5,5’-Bis (4’-methoxybiphenyl-4-yl)-2,2’-bithiophene for Organic Laser Medium2012

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Mizuno
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: 24 ページ: 5744-5749

    • DOI

      10.1002/adma.201202470

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optically Pumped Lasing from Vapor-Grown Crystals of Methoxy-Substituted Thiophene/Phenylene Co-Oligomer2012

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Mizuno
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi A

      巻: 209 ページ: 2437-2440

    • DOI

      10.1002/pssa.201200212

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Refractive Index Measurements of Well-Defined Polygon Crystals of Thiophene/Phenylene Co-Oligomers2012

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Yama
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 51 ページ: 11PD03/6 pages

    • DOI

      10.1143/JJAP.51.11PD03

    • 査読あり
  • [学会発表] シアノ基置換(チオフェン/フェニレン)コオリゴマー結晶からのレーザー発振2013

    • 著者名/発表者名
      水野 斎
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川県厚木市
    • 年月日
      2013-03-30
  • [学会発表] シアノ基置換(チオフェン/フェニレン)コオリゴマー結晶の発光増幅特性(2):結晶形態と分子配向の影響2013

    • 著者名/発表者名
      前田拓郎
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川県厚木市
    • 年月日
      2013-03-29
  • [学会発表] p-sexyphenyl単結晶の発光増幅特性(2):結晶欠陥の影響2013

    • 著者名/発表者名
      田村健次
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川県厚木市
    • 年月日
      2013-03-29
  • [学会発表] Lasing from Low Dimensional Crystal of n-Type Semiconducting Thiophene/Phenylene Co-Oligomer2013

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Mizuno
    • 学会等名
      7th International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (MBE7)
    • 発表場所
      福岡県福岡市
    • 年月日
      2013-03-19
  • [学会発表] Processing Condition Dependence of Time-Resolved Photoluminescence in Thiophene/Phenylene Co-Oligomers Maicrocavitie2013

    • 著者名/発表者名
      Fumio Sasaki
    • 学会等名
      7th International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (MBE7)
    • 発表場所
      福岡県福岡市
    • 年月日
      2013-03-19
  • [学会発表] Resonant Enhancement of Stimulated Raman Scattering from Single-Crystal Thiophene/Phenylene Co-oligomers2013

    • 著者名/発表者名
      Hisao Yanagi
    • 学会等名
      The 72th Okazaki Conference on “Ultimate Control of Coherence”
    • 発表場所
      愛知県岡崎市
    • 年月日
      2013-01-08
  • [学会発表] Time-Delayed Lasing in Prethreshold Excitation of Single-Crystal Thiophene/Phenylene Co-oligomer2013

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Mizuno
    • 学会等名
      The 72th Okazaki Conference on “Ultimate Control of Coherence”
    • 発表場所
      愛知県岡崎市
    • 年月日
      2013-01-08
  • [学会発表] (チオフェン/フェニレン)コオリゴマー結晶からのレーザー発振と遅延発光2012

    • 著者名/発表者名
      柳 久雄
    • 学会等名
      電子情報通信学会有機エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      大阪府大阪市
    • 年月日
      2012-11-19
  • [学会発表] Laser Oscillation from Low Dimensional Crystals of Thiophene/Phenylene Co-oligomer2012

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Mizuno
    • 学会等名
      International Symposium on Green Photonics for Photon-Harvesting Materials and Reactions
    • 発表場所
      奈良県生駒市
    • 年月日
      2012-11-16
  • [学会発表] Light Amplification by Cooperative Interaction in π-Electronic Molecular Crystals2012

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Mizuno
    • 学会等名
      4th International Symposium on Emergence of Highly Elaborated π-Space and Its Function
    • 発表場所
      静岡県浜松市
    • 年月日
      2012-11-13
  • [学会発表] (チオフェン/フェニレン)コオリゴマー低次元単結晶におけるレーザー発振と遅延型パルス発光2012

    • 著者名/発表者名
      水野 斎
    • 学会等名
      レーザー学会第433回研究会「有機固体レーザー」
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2012-11-09
  • [学会発表] (チオフェン/フェニレン)コオリゴマーを用いたマイクロレーザー作製プロセスの開発2012

    • 著者名/発表者名
      佐々木史雄
    • 学会等名
      レーザー学会第433回研究会「有機固体レーザー」
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2012-11-09
  • [学会発表] シアノ基置換(チオフェン/フェニレン)コオリゴマー結晶の発光増幅特性2012

    • 著者名/発表者名
      水野 斎
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛県松山市
    • 年月日
      2012-09-13
  • [学会発表] p-sexyphenyl単結晶の発光増幅特性2012

    • 著者名/発表者名
      中島裕美
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛県松山市
    • 年月日
      2012-09-13
  • [学会発表] (チオフェン/フェニレン)コオリゴマー共振器の加工条件改善とその有機EL特性2012

    • 著者名/発表者名
      佐々木史雄
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛県松山市
    • 年月日
      2012-09-11
  • [学会発表] Amplified Photoemission from Single Crystal of n-Type Semiconducting Thiophene/Phenylene Co-oligomer2012

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Mizuno
    • 学会等名
      9th International Conference on Electroluminescence Organic Optoelectronics (ICEL2012)
    • 発表場所
      福岡県福岡市
    • 年月日
      2012-09-04
  • [学会発表] Hybrid Crystals based on Thiophene/Phenylene Co-oligomer2012

    • 著者名/発表者名
      Munetaka Maruyama
    • 学会等名
      9th International Conference on Electroluminescence Organic Optoelectronics (ICEL2012)
    • 発表場所
      福岡県福岡市
    • 年月日
      2012-09-04
  • [学会発表] 規則配列したπ電子系結晶空間が示す協同的発光増幅現象2012

    • 著者名/発表者名
      柳 久雄
    • 学会等名
      科学研究費補助金新学術領域研究「高次π空間の創発と機能開発」第8回公開シンポジウム
    • 発表場所
      石川県加賀市
    • 年月日
      2012-07-19
  • [学会発表] Time-delayed Spectral Splitting in Prethreshold Excitation of Single-Crystal Thiophene/Phenylene Co-oligomer2012

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Mizuno
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Excitonic Processes in Condensed Matter, Nanoctructured and Molecular Materials (EXCON2012
    • 発表場所
      Groningen, The Netherlands
    • 年月日
      2012-07-03
  • [学会発表] An Indication of Coherent Raman Scattering from Single-Crystal Thiophene/Phenylene Co-oligomer2012

    • 著者名/発表者名
      Hisao Yanagi
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Excitonic Processes in Condensed Matter, Nanoctructured and Molecular Materials (EXCON2012
    • 発表場所
      Groningen, The Netherlands
    • 年月日
      2012-07-03
  • [学会発表] Optically Pumped Lasing from Vapor-Grown Crystals of Methoxy-Substituted Thiophene/Phenylene Co-Oligomer2012

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Mizuno
    • 学会等名
      Fifth International Conference on Optical, Optoelectronic and Photonic Materials and Applications (ICOOPMA12)
    • 発表場所
      奈良県奈良市
    • 年月日
      2012-06-06
  • [図書] 高次π空間の創発と機能開発2013

    • 著者名/発表者名
      柳 久雄
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      シーエムシー出版

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公開日: 2018-02-02  

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