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金属および半導体ナノ粒子の外部電場による発光制御

外部电场控制金属和半导体纳米粒子的发光

基本信息

批准号：
20043005
负责人：
太田信廣
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Hokkaido University
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20043005/
关键词：
量子ドット光物性電場科学ナノ粒子の発光

项目摘要

発光特性に関して金属および半導体ナノ粒子と電場効果の間には二つの重要な問題が考えられる。一つは、金属自体を大きな電場の源と考えて、その電場が周囲の分子や物質の発光特性に影響を与えるのではというものであり、もう一つは金属や半導体ナノ粒子自身の発光特性が周囲の電場により影響を受けるのでは、というものである。前者は例えば、金属清浄表面では分子の化学吸着が容易に起こるために特異的な光化学反応を示すことや、発光の消光や発光の増強を誘導するRadiative Decay Engineeringにも関係する。私達は特に後者に着目し、金属や半導体ナノ粒子の発光特性が、外部電場によりどのように変化するかを調べた。例えば、ポリアミドアミンデンドリマー水溶液に塩化金水溶液を加え、それに水素化ホウ素ナトリウム水溶液を加えて還元することにより得られる金ナノクラスターの発光の電場効果を調べた。これらクラスターの水溶液は、一光子励起でAu_8は青、Au_<13>は緑色の強い蛍光を示し、各々の寿命は5.6ns、1.4nsであることを確かめた。Au_8クラスターをポリマー薄膜にドープし0.7MVcm^<-1>の電場を印加して電場蛍光スペクトルを得ることができた。電場蛍光スペクトルは蛍光スペクトルの零次、一次および二次微分の組み合わせで再現することができ、一次微分の寄与から、分子分極率の変化量が得られる。零次項の存在は電場により蛍光が消光することを示しており、CdSナノクラスターの場合と同様蛍光状態からの反応が電場によって加速されることを示している。これらの実験により、ナノ粒子の吸収、発光特性を外部電場を印加することにより制御できることを示した。

Two important problems concerning the optical properties of metals and semiconductors are discussed. The source of the large electric field of the metal itself and the influence of the electric field on the light-emitting characteristics of the molecular substance of the metal itself are affected by the influence of the electric field on the light-emitting characteristics of the semiconductor particles themselves. For example, the chemical adsorption of molecules on the surface of metal is easy to initiate, the specific photochemical reaction is easy to induce, and the extinction of light is easy to induce. In particular, the optical properties of metal and semiconductor particles are modulated by the external electric field. For example, the electric field effect of light emission from aqueous solution of aqueous solution In aqueous solution, Au8 and Au are excited by one photon, and <13>the lifetime of each is 5.6ns and 1.4ns respectively. <-1>Au_8 The electric field polarization spectrum is composed of zero-order, first-order and second-order differential components. The existence of zero-order terms indicates the extinction and acceleration of light in the electric field, CdS in the optical field and in the reverse electric field in the optical field. The absorption and emission characteristics of these particles are reflected in the external electric field.