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電場変調分光法による単分子の電子状態の解明

使用电场调制光谱阐明单分子的电子态

基本信息

批准号：
18651064
负责人：
田中健一郎
金额：
$ 2.37万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

単分子に電界を印加し、それに伴う単分子の光応答(吸収、反射、光電流など)の変化を高感度に検出することで、バルクとしては現れない単分子固有の物理現象を見出し、その物理的起源の解明を行うことを目的とした研究を進めてきた。従来単分子の物性解明のために行われていた電気測定だけでなく、光学的な測定手段を組み合わせることにより、単分子の電子状態に関する情報が得られるばかりでなく、単分子の電界効果を用いたフォトニクス分野の開拓につながると期待している。単分子の光応答を測定するためには、単分子からの微弱な信号を観測にかかる程度にまで増幅する実験手段が必要である。今年度は、いわゆる光アンテナ構造を作製して、アンテナ近傍の光電場を著しく増大させ、それにより単分子の光応答を観測することを目的として研究を進めた。ここで、光アンテナ構造とは、一般的にラジオ・テレビ周波数領域で用いられているメートルサイズのアンテナ構造を光の波長域のナノメートルサイズで実現するものである。これにより、アンテナ近傍において光電場の著しい増大(共鳴条件で1000倍以上)が起こるため、光アンテナ近傍の分子からの微弱な光信号を選択的に観測することが可能になると期待される。まず、電子線リソグラフィなどのナノ構造作製技術を駆使してガラス基板上に金で作製した一辺およそ100nmの三角形をギャップ20nm以下で向かい合わせた、光アンテナ構造を作製した。この光アンテナ近傍の無機・有機層状ペロブスカイト型結晶(C_6H_13NH_3)_2PbI_4をスピンコートし、そこからの発光スペクトルを測定した。光アンテナのギャップが20nm以下の領域において発光強度の増大が観測された。ギャップ長10nmの試料に対して電場変調分光を行ったところ、1s励起子のシュタルクシフトと励起子寿命の減少に伴うスペクトルのブロード化に起因する信号が観測された。

The molecular electric field is divided into two parts: the absorption, reflection and photocurrent. The molecular electric field is divided into three parts: the absorption, reflection and photo The physical properties of individual molecules are analyzed by electrical measurement and optical measurement methods. Information about the electronic state of individual molecules is obtained. The electrical properties of individual molecules are expected to be developed by using electrical separation methods. The measurement of the optical response of a single molecule is necessary for the measurement of the weak signal of a single molecule and for the amplification of the signal. This year, the research on the structure of optical fiber has been carried out in the near future. This is the case for optical structures in general wavelength domain. The increase in the optical field in the vicinity (resonance conditions are more than 1000 times) results in the detection of weak optical signals in the vicinity. The structure manufacturing technology of the electron beam and the electron beam is used to manufacture the gold on the substrate, and the triangle is used to manufacture the gold on the substrate. The triangle is used to manufacture the gold on the substrate. The triangle is used to manufacture the gold on the substrate. The optical properties of (C_6H_13NH_3)_2PbI_4 crystals were determined. The increase in the intensity of emitted light in the region below 20nm is measured. The sample length of 10nm is measured by the signal caused by the change of the excitation wavelength and the decrease of the excitation lifetime of the excitation wavelength.