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超分子鋳型を用いた量子ドットの螺旋状配列制御と円偏光発光の発現

利用超分子模板控制量子点螺旋排列及圆偏振光发射的表达

基本信息

批准号：
22K14556
负责人：
山内光陽
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Nara Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

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ナノ材料である。それらのデバイス性能は、量子ドットが形成する超分子集合構造に著しく依存するため、材料レベルで量子ドットの特異な物性を最大限に発揮するためには、集合構造の制御が鍵となる。本研究では、螺旋状に集合するキラルな有機分子を用いて「半導体ナノ結晶である量子ドットが螺旋状に配列する条件」を系統的に解明し、量子ドット螺旋構造とキロプティカル特性の相関関係を明らかにすることを目指している。この目的達成のために、キラル分子および量子ドットの合成、キラル分子の集合挙動解明、量子ドットの螺旋状配列制御およびそのキロプティカル特性解明を遂行する。2022年度は、量子ドットへの吸着基とキラル部位であるコレステロール部位をもつ新規化合物の合成、低極性溶媒中での自己集合挙動解明、量子ドットの吸着・配列挙動解明を行った。透過型電子顕微鏡観察および円二色性スペクトル測定の結果、キラル分子は溶液中において超分子キラリティを示す1次元ナノ構造体（ナノファイバ）を形成することが明らかになった。さらに、CdSe、CdSe/ZnS、CdSe/CdS、CsPbBr3の組成をもつ種々の量子ドットの合成を行い、透過型電子顕微鏡観察により構造と粒径分布を明らかにした。発光スペクトル測定により、ナノファイバ溶液に量子ドット溶液を加えることで、量子ドットの発光波長が変化することが分かった。これにより、量子ドットがナノファイバに吸着し、量子ドット間でのエネルギー移動が示唆された。

Semiconductor crystals have excellent optical and optoelectronic properties, depending on the wavelength and particle size of the light emitted, and are easy to adjust. The properties of quantum molecules are dependent on the formation of supramolecular aggregate structures, and the maximum development of quantum specific properties of materials is dependent on the formation of aggregate structures. In this study, the correlation between the quantum structure and the helical structure of organic molecules was systematically explained. This goal is achieved through the synthesis of molecules and quantum molecules, the collective motion of molecules, the helical arrangement of quantum molecules, and the characterization of quantum molecules. In 2022, the synthesis of new compounds, the self-assembly of low-polarity solvents, and the adsorption and alignment of quantum compounds were studied. Transmission electron microscopy results in the formation of hypermolecules in aqueous solutions The composition of CdSe, CdSe/ZnS, CdSe/CdS, CsPbBr3, the synthesis of quantum particles, the observation of transmission electron microscopy, the structure and particle size distribution are clearly changed. The wavelength of the emitted light is changed by adding a quantum solution to the solution. This is the first time that the United States has been involved in the war against terrorism.