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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Self-assembly control of quantum dots by assembling organic dyes

Research Project

Project/Area Number 18K14195
Research InstitutionKwansei Gakuin University

Principal Investigator

山内 光陽  関西学院大学, 理工学部, 助教 (20802226)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords量子ドット / 有機色素 / 超分子化学 / 自己集合 / 有機無機ハイブリッド
Outline of Annual Research Achievements

コロイド状半導体ナノ結晶は量子ドットと呼ばれ、単独で優れた発光・光電子特性を示し、その発光波長は粒径に依存するため、発光色が容易に調節できるスマートマテリアルである。それらのデバイス性能は、量子ドットが最終的に形成する超分子集合構造に強く依存するため、デバイスレベルで量子ドットの物性を最大限に発揮するためには、集合構造の制御は極めて重要である。
本研究では、“分子集合を利用した無機微粒子の配列技術”を基盤とし、量子ドット超分子集合体の構築を目的とし実験を推進してきた。その結果、水素結合部位をもつアゾベンゼン誘導体とCdSe量子ドットを適切な条件下で混合することで、量子ドットとアゾベンゼン誘導体が秩序だって配列することが透過型電子顕微鏡により明らかになった。発光寿命測定により、この配列構造では、量子ドット間でエネルギー移動が生じていることがわかった。さらに、この配列構造に紫外光と可視光を連続照射することで、配列構造が崩れ、それにより量子ドットの発光強度が増加することが明らかになった。この変化は、配列構造内でアゾベンゼンの光異性化が生じたことに起因している。従って、光異性化を利用することで量子ドット配列および非配列が制御可能であることを見出し、光応答性量子ドット集合体の開発に成功した(成果1)。この研究成果は論文として発表済みである。
さらに、量子ドットのサイズを3 nmから5 nmに変え、アゾベンゼン誘導体と混合することで配列構造の構築を試みた。その結果、量子ドットのサイズに依存して、配列構造におけるエネルギー移動効率が変化することが明らかになった(成果2)。この研究成果に関する論文は現在執筆中である。

  • Research Products

    (9 results)

All 2021 2020

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] A Highly Ordered Quantum Dot Supramolecular Assembly Exhibiting Photoinduced Emission Enhancement2021

    • Author(s)
      Yamauchi Mitsuaki、Yamamoto Seiya、Masuo Sadahiro
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 60 Pages: 6473~6479

    • DOI

      10.1002/anie.202015535

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Slow Anion-Exchange Reaction of Cesium Lead Halide Perovskite Nanocrystals in Supramolecular Gel Networks2020

    • Author(s)
      Yamauchi Mitsuaki、Fujiwara Yuka、Masuo Sadahiro
    • Journal Title

      ACS Omega

      Volume: 5 Pages: 14370~14375

    • DOI

      10.1021/acsomega.0c00880

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Photoluminescence On/Off Switching of a Single Colloidal Quantum Dot Using Photochromic Diarylethene2020

    • Author(s)
      Yano Nanoka、Yamauchi Mitsuaki、Kitagawa Daichi、Kobatake Seiya、Masuo Sadahiro
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 124 Pages: 17423~17429

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.0c05030

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] In Situ Observation of a Photodegradation-Induced Blueshift in Perovskite Nanocrystals Using Single-Particle Spectroscopy Combined with Atomic Force Microscopy2020

    • Author(s)
      Darmawan Yoshua Albert、Yamauchi Mitsuaki、Masuo Sadahiro
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 124 Pages: 18770~18776

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.0c04923

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 分子集合を鍵とした量子ドットの高次配列2021

    • Author(s)
      山内 光陽、山本 聖也、増尾 貞弘
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
  • [Presentation] ペリレンビスイミドとペロブスカイトナノ結晶からなるハイブリッド超分子構造の構築2021

    • Author(s)
      久保 直輝、山内 光陽、増尾 貞弘
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
  • [Presentation] ペロブスカイトナノ結晶の1次元配列制御2021

    • Author(s)
      中務 加奈子、山内 光陽、増尾 貞弘
    • Organizer
      日本化学会第101春季年会
  • [Presentation] アゾベンゼン-量子ドット超分子集合体の構築と光照射による発光挙動制御2021

    • Author(s)
      山本聖也、山内光陽、増尾貞弘
    • Organizer
      2020年web光化学討論会
  • [Presentation] アゾベンゼン-ペロブスカイトナノ結晶超分子構造体の構築2021

    • Author(s)
      久保直輝、山内光陽、増尾貞弘
    • Organizer
      2020年web光化学討論会

URL: 

Published: 2021-12-27  

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