权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

金属有機構造体を表面修飾剤とする半導体量子ドットの開発およびナノ界面の制御

使用金属有机框架作为表面改性剂和纳米界面控制的半导体量子点的开发

基本信息

批准号：
20J10602
负责人：
熊谷康平
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

【研究背景】半導体量子ドットは高効率で単色性に優れた蛍光を発する次世代材料として注目されており、粒径と組成の制御により可視から近赤外までの広い波長範囲をカバーできる。しかし、配位性有機化合物で構成される表面修飾剤は化学的ダメージを受けやすく、その結果著しい蛍光クエンチが起こることが課題となっている。【研究目的】本研究では、有機配位子に代わって量子ドットの表面を金属有機構造体（MOFs）によって強固に保護することで、量子ドット周辺部分の電子構造最適化による蛍光特性向上や、両材料が持つ光電子機能の相乗効果による新しい光物性の発現させることを目的としている。両材料を直接接触させることで、MOFsによる量子ドットの新機能発現が起こりやすい系の構築を試みた。【研究成果概要】本年度は、紫外光を吸収し、青色発光するIRMOF-3を量子ドット表面から析出させ、量子ドットがIRMOF-3に包埋された形状を有するコア／シェル型複合体を作製した。IRMOF-3から量子ドットへのフェルスター型エネルギー移動が発生していることを確認し、コア／シェル型複合体において、IRMOF-3層の体積が比較的小さい場合、量子ドットの発光増強が起こることを確認した。時間分解測定を行ったところ、エネルギー移動のドナーとしての作用により、IRMOF-3の発光寿命が低下することが確認された。フェルスター型のエネルギー移動を基に考察を行ったところ、IRMOF-3が量子ドットから数ナノメートル以内に位置するかどうかが効率的なエネルギー移動を実現する上で極めて重要であることが明らかになった。その点で、ポリマー等の緩衝層を一切設けることなく、量子ドットとIRMOF-3を直接接合させるという設計が、両者の間の距離を最小に保ち、効率的な発光増強に寄与していることが判明した。

[Background] Semiconductor quantum devices have high efficiency, excellent optical properties, and next generation materials, such as particle size, particle size, and composition. The composition of the surface modification agent of the coordinating organic compound is subject to the following problems: [Objective] This study aims to optimize the electronic structure of quantum molecules around the surface of metal organic structures (MOFs), strengthen the protection of organic ligands, and improve the optical properties of organic ligands. The new function of MOFs in direct contact with materials is to start the construction of new systems. [Summary of research results] IRMOF-3 quantum surface precipitation, quantum surface encapsulation and shape of IRMOF-3 quantum complex were produced in this year. IRMOF-3 quantum dots and the formation of a quantum dot type complex are identified. IRMOF-3 layer volume is relatively small. Time resolution measurements confirm that IRMOF-3 has a low luminous lifetime. The IRMOF-3 is located in the center of the quantum field, and the IRMOF-3 is located in the center of the quantum field. The IRMOF-3 is located in the center of the quantum field. The buffer layer of the point, the layer, etc. is designed to be directly bonded to IRMOF-3. The distance between the two layers is designed to be the minimum to ensure the light intensity and efficiency.