2020 Fiscal Year Annual Research Report
Theoretical research and experimental demonstration of cooperative fluorescence of super-emitter ensemble
| Project/Area Number |
18H01151
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
石原 一 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (60273611)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
芦田 昌明 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (60240818)
余越 伸彦 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90409681)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 超蛍光 / 同期現象 / コヒーレント発光 / 光アンテナ / 上方波長変換 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
2019年度までに理論研究においてはキラルな金属構造体の内部の、同じくキラルに配置された発光体集団が、双方のキラリティーの向きの関係に応じて選択的に超蛍光を発生させることを明らかにしてきた。2020年度以降はこの選択性の原因究明のため、キラルな金属構造中での発光体近傍の偏光解析を行った。その結果、金属構造と発光体のキラリティーの方向が平行な場合には反平行な場合と比べて、金属構造体内部において発光体間の相関がより強く偏光を揃えていることが分かった。このことがより強い超蛍光の発生に繋がっている。本結果はキラル相互作用と発光体の同期現象の関係を始めて明らかにしたものであり、本課題がテーマとする超蛍光を基にした超発光分子の一つの実例と言える。また、波長程度の間隔を持った発光体の配置により超蛍光の指向性が有意に制御出来ることが分かった。特に一次元の配置の場合、長さが有限であれば、間隔が完全な半波長から僅かにずれた場合に、その配列方向とはずれた方向に超蛍光が起こることなども明らかになった。
実験的には二次元無機有機複合ペロブスカイト結晶、希土類発光材料などを対象に発光現象を調べた。特に後者において発光の二光子相関を測定する系を構築した、空間分解能を向上させるため、走査電子顕微鏡と組み合わせてカソードルミネッセンスの二光子相関を計測することに成功した。現時点では超放射が観測される高濃度な箇所が見出されていないが、NV中心を含有するナノダイヤモンドの超放射が二光子相関法で観測されており、今後はカソードルミネッセンス測定と組み合わせた実験系を用いて、さらに他の系も加え、超放射の発現を探索することを進める。
2020年度はコロナ禍で計画していた国際シンポジウム等での成果発信ができず、その状況は繰り越した2021年度も続いた。2022年度は繰り越した経費を用い、国内学会、また後半は国際会議にて成果の発信を行った。
|
| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
