共役ポリマー超階層構造のナノサイズ化による単一光子発生源の創製

通过共轭聚合物超分级结构的纳米尺寸创建单光子发生源

• 批准号: 19022016
• 负责人: 増尾 貞弘
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Kyoto Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19022016/
• 关键词: 1分子計測(SMD); ナノ材料; 共役ポリマー; 単一光子; アンチバンチング; MEH-PPV; MEH - PPV; ナノ結晶; 単一分子; 再沈法

主に共役ポリマーとして、分子量の異なる3種類のpoly[2-methoxy-5-(2'-ethylhexyloxy)-p-phenylenevinylene](MEH-PPV)を用い、その単一分子鎖の空間的サイズと単一光子発生挙動の相関について知見を得ることを目的とし研究を遂行した。1. ホストポリマー薄膜中に極低濃度に分散させたMEH-PPVを1分子鎖ずつ測定することにより、分子量が小さくなるにつれ単一光子発生確率が高くなることを見出した。2. 異なるホストポリマーを用いることで、MEH-PPVとの相溶性の関係に基づきMEH-PPV鎖のコンフォメーションを制御した。その結果、同じ分子量であっても、よりコンパクトなコンフォメーションを形成している場合において単一光子発生確率が高くなることを見出した。3. さらにコンパクトなコンフォメーションのMEH-PPV鎖を形成するため、再沈法により1分子鎖からなるナノ粒子を作製した。ナノ粒子にすることにより、単一光子発生確率はさらに高まり、ホストポリマー薄膜中では単一光子発生挙動を示さない分子量であっても、単一光子発生挙動を示すことを見出した。粒径25nm程度のナノ粒子は単一光子発生挙動を示すことがわかった。4. 単一分子鎖の空間的サイズと単一光子発生挙動の相関についてさらに詳細な知見を得るため、単一光子発生挙動を測定する光子相関測定法と蛍光相関測定法(FCS)の同時測定可能なシステムを構築した。このシステムを駆使することにより、溶液中のMEH-PPV鎖について、その流体力学半径と単一光子発生確率を同時測定可能であることを見出した。分子量が異なるMEH-PPVを測定することにより、流体力学半径の減少に伴い単一光子発生確率が高まることを見出した。これらの成果は、複数の発光体から構成される共役ポリマーなどのマルチクロモファ系であっても、サイズを制御することにより単一光子発生源として働かせることが可能であることを示した結果であり、マルチクロモファ系の単一光子発生挙動は、その空間的サイズと強い相関があることを示すことに成功したものである。

The study was carried out on the application of poly[2-methoxy-5-(2'-ethylhexyloxy)-p-phenylenevinylene](MEH-PPV) in three kinds of molecular weight systems. 1. MEH-PPV molecular weight measurement in very low concentrations in thin films 2. The relationship between MEH-PPV and the solubility of MEH-PPV As a result, the same molecular weight, high photon yield and high photon yield were observed. 3. MEH-PPV lock formation and re-deposition method are used to control particles. The molecular weight of a single photon in a thin film is shown in the figure below. The particle size of about 25nm is shown by the photon emission. 4. The spatial correlation of single molecule lock and single photon emission is analyzed by photon correlation method, photon correlation method (FCS) and simultaneous measurement. This paper presents the possibility of simultaneous determination of MEH-PPV lock in solution, hydrodynamic radius and photon yield. The difference in molecular weight between MEH-PPV measurements is accompanied by a decrease in hydrodynamic radius and a high photon yield. The results of this study include: a combination of a plurality of light emitters; a single photon generator; a single photon generator; a single photon generator

项目成果

有機ナノ結晶からのアンチバンチング光の発生

从有机纳米晶体产生反聚束光

• 发表时间: 2008
• 期刊: 光学 37
• 作者: 森博幸;沓水祥一;齋藤一弥;山本勝宏;太田和親;増尾貞弘
• 通讯作者: 増尾貞弘

ナノサイズ分子集合体の単一光子発生特性

纳米分子聚集体的单光子产生特性

• 发表时间: 2009
• 作者: H.;Imahori・S.;Seki・A.;Saeki;et. al.;Y. Ie;増尾貞弘
• 通讯作者: 増尾貞弘

Photon Antibunching in the Emission from Single Organic Nanostructures

单一有机纳米结构发射中的光子反聚束

• 发表时间: 2008
• 作者: H.;Yonemura;et. al.;T. Uto;Tetsuharu Yuge;増尾貞弘
• 通讯作者: 増尾貞弘

ペリレンビスイミド単一ナノ結晶の光アンチバンチング挙動

苝双酰亚胺单纳米晶的光抗聚束行为

• 发表时间: 2007
• 作者: Yamashita I;Kirimura H;Okuda M;Nishio K;Sano K;Shiba K;Hayashi T;Hara M;Mishima Y;増尾貞弘;増尾 貞弘;増尾貞弘;村主 舞;遠藤 亨;田中智也;増尾貞弘;西 信弘;増尾貞弘;増尾貞弘;増尾貞弘
• 通讯作者: 増尾貞弘

単一ペリレン系ナノ結晶からの単一光子発生

从单个苝纳米晶体产生单光子

• 发表时间: 2007
• 作者: Yamashita I;Kirimura H;Okuda M;Nishio K;Sano K;Shiba K;Hayashi T;Hara M;Mishima Y;増尾貞弘;増尾 貞弘;増尾貞弘;村主 舞;遠藤 亨;田中智也;増尾貞弘;西 信弘;増尾貞弘;増尾貞弘;増尾貞弘;田中智也;西 信弘;村主 舞;増尾貞弘;増尾貞弘
• 通讯作者: 増尾貞弘