共役ポリマー超階層ナノ構造の単一光子発生源としての特性解明

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共役ポリマー超階層構造をナノサイズ化することにより高効率単一光子発生源を創製することが本研究の目的である。ある種のπ共役ポリマーは、結晶状態において構成する分子の遷移双極子が協同的に振る舞うことで、巨大遷移双極子モーメントを形成することが知られている。そのため、ナノサイズの結晶を作製すれば、ただ1つまたは極めて少数の巨大遷移双極子モーメントを有する超階層構造となり、単一光子発生源として振る舞うことが期待される。ナノ結晶1粒からの発光を検出し、単一光子発生源としての特性を追求することが本研究の目的である。これを達成するため、以下の研究項目を重点的に行った。1、(チオフェン/フェニレン)コオリゴマーのナノ結晶作製数種類の(チオフェン/フェニレン)コオリゴマーを対象とし、再沈法によりナノ結晶作製を試みた。これらの物質は溶媒への溶解性が極めて悪いことからナノ結晶作製は困難であるが、様々な作製条件を試み、〜50nm程度のナノ結晶が作製できる条件を見出した。しかしながら、作製したナノ結晶の分散安定性が悪いため、さらなる探索が必要であると考える。2、MEH-PPV単一分子鎖の単一光子発生特性代表的な共役ポリマーであるpoly[2-methoxy-5-(2'-ethylhexyloxy)-p-phenylenevinylene](MEH-PPV)をホストポリマー薄膜中に分散させ、単一分子鎖の単一光子発生特性を詳細に測定した。ホストポリマーの種類に依存し、単一光子発生特性が大きく異なることを見出した。この挙動はホストポリマーに依存しMEH-PPVのコンフォメーションが変化しているためであると考えた。また、用いるMEH-PPVの分子量にも依存し、単一光子発生特性が異なることを見出した。