酸化物半導体ナノホールアレイからの電気化学発光と波長制御

氧化物半导体纳米孔阵列的电化学发光和波长控制

基本信息

  • 批准号:
    19655070
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.18万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Exploratory Research
  • 财政年份:
    2007
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2007 至 2008
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本テーマの目的はナノスペースからの発光を利用し、電気化学発光の高効率化を図ることおよびその波長をナノ構造によって制御可能かどうかを検証することである。電気化学発光種にはRu錯体を用いた。Ru錯体の酸化体と還元体が衝突することにより励起Ru錯体が生成し、これが基底状態に戻るときに発光が観察される。昨年はチタニアのナノホールアレイを用い、ナノホールでの限られた空間でRu錯体酸化体と還元体の衝突頻度を増大することによって、発光強度を増大させることに成功した。今年は、チタニアナノホールアレイより作製が容易で大面積作製が可能なZnOナノロッドアレイを電極に用いた。ZnOナノロッドアレイ間のナノ空間からの電気化学発光を観察し、ナノ空間を使った発光強度増大を検討した。素子は、透明導電膜基板/酸化亜鉛ナノドットアレイ/Ru錯体溶液/透明導電膜基板からなる。素子に交流を印加したところ、平板の電極に比べ10倍以上の大きな発光の増大が見られた。さらに特徴的なことは、発光開始電圧が平板電極型素子の2.5-3Vに比較し酸化亜鉛ナノロッドを使ったセルでは1.5Vと大きく低電圧化できたことである。ZnOナノロッドの長さを4.0ミクロンから8.1ミクロン、11.5ミクロンと長くすると、さらに発光強度の増大が見られた。発光の時間分解特性を詳細に検討することにより反応のメカニズムを検討した。負の電位から正の電位に変化したときにミリ秒の時間スケールで大きな発光が持続することがわかった。これはZnOナノロッドから電子が注入されてナノスペースに生成した多量のRu錯体還元体(負極)が、電極の極性が変わった後で(正極)、酸化亜鉛ナノロッド底部の透明導電膜基板で生成したRu錯体酸化体がナノスペース中を煙突として移動し、効率よくナノスペース中でRu酸化体と還元体が衝突するためと考えられた。このようにナノスペースを用いた発光現象を利用することによって、電気化学発光の低電圧発光、発光の高効率化が可能になることを実証できた。
This テ ー マ の purpose は ナ ノ ス ペ ー ス か ら の 発 を use し, electric chemical 発 気 light の high rate of unseen を 図 る こ と お よ び そ の wavelength を ナ ノ tectonic に よ っ て suppression may か ど う か を 検 card す る こ と で あ る. The electrical chemical luminescence species に に Ru misform を is used for に た. Ru misprinted の acidification body と also yuan body が conflict す る こ と に よ り wound up Ru misprinted が generated し, こ れ が basal state に 戻 る と き に 発 light が 観 examine さ れ る. Yesterday in は チ タ ニ ア の ナ ノ ホ ー ル ア レ イ を い, ナ ノ ホ ー ル で の limit ら れ た space で Ru misprinted acidification body と also yuan body の conflict frequency を raised large す る こ と に よ っ て, 発 light intensity を raised large さ せ る こ と に successful し た. は this year, チ タ ニ ア ナ ノ ホ ー ル ア レ イ よ り cropping が easy で が may be the large cropping な ZnO ナ ノ ロ ッ ド ア レ イ を electrode に with い た. Between the ZnO ナ ノ ロ ッ ド ア レ イ の ナ ノ space か ら の electrical chemical 発 気 optical を 観 し, ナ ノ space を make っ た 発 light intensity raised large を beg し 検 た. Element 亜, transparent conductive film substrate/acidified 亜 lead ナノドットアレ ナノドットアレ /Ru miscible solution/transparent conductive film substrate らなる らなる. Plain child に communication を Inca し た と こ ろ, plate の electrode に is greater than 10 times above の べ き な 発 の raised large が of light ら れ た. さ ら に of 徴 な こ と は, 発 light began to electricity 圧 が plate electrode type element is 2.5 3 V に の し acidification 亜 lead ナ ノ ロ ッ ド を make っ た セ ル で は 1.5 V と large き く low electricity 圧 change で き た こ と で あ る. ZnO ナ ノ ロ ッ ド の long さ を 4.0 ミ ク ロ ン か ら 8.1 ミ ク ロ ン, 11.5 ミ ク ロ ン と long く す る と, さ ら に 発 light intensity の raised large が see ら れ た. The <s:1> time decomposition characteristics of the luminous emission を detailed に検 discuss する する とによ とによ <s:1> anti-応 メカニズムを検 discuss た. Negative の potential か ら is の potential に variations change し た と き に ミ の リ seconds ス ケ ー ル で big き な 発 light が hold 続 す る こ と が わ か っ た. こ れ は ZnO ナ ノ ロ ッ ド か ら electronic が injection さ れ て ナ ノ ス ペ ー ス に generated し た の abundant Ru misprinted yuan body (cathode) also が polarity, electrode の が - わ っ た で after (the anode), acidification 亜 lead ナ ノ ロ ッ ド の at the bottom of the transparent conductive film substrate で generated し た Ru misprinted acidification body が ナ ノ ス ペ ー in を smoke ス と し て mobile し, sharper rate よ く ナ ノ The でRu acidified body と reducing body が conflict in スペ スペ ス ス するためと study えられた. こ の よ う に ナ ノ ス ペ ー ス を with い た 発 light phenomenon を using す る こ と に よ っ て, electric chemical 発 気 light の low electricity 圧 発, 発 light の high rate of unseen が may に な る こ と を card be で き た.

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
ナノ構造を持った電気化学発光素子の高効率化
提高纳米结构电化学发光器件的效率
  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    瀧下 博;田中 朋仁;○早瀬修二;佐川 尚;吉川 暹
  • 通讯作者:
    吉川 暹
櫛型ITO基板を用いた交流印加電気化学発光とナノ構造
使用梳状 ITO 基底的 AC 应用电化学发光和纳米结构
  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    田中朋仁;藤本誠;瀧下博;稲員ふみ;早瀬修二
  • 通讯作者:
    早瀬修二
フォトニツククリスタルを含む電気化学発光素子の作製
含有光子晶体的电化学发光器件的制造
  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    瀧下博;藤本誠;早瀬修二
  • 通讯作者:
    早瀬修二
櫛型ITO基板を用いた電気化学発光とナノ構造
使用梳状 ITO 基底的电化学发光和纳米结构
  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    瀧下博;藤本誠;早瀬修二;藤本 誠;田中 朋仁
  • 通讯作者:
    田中 朋仁
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    田中朋仁;瀧下博;武富隆二;藤田理久;早瀬修二;佐川尚;吉川暹
  • 通讯作者:
    吉川暹
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  • 通讯作者:
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