蛍光を発する半導体超微粒子の電子移動機構とその応用

荧光半导体超微粒子的电子传递机理及其应用

• 批准号: 09J00348
• 负责人: 上松 太郎
• 金额: $ 0.45万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J00348/
• 关键词: 半導体超微粒子; 量子ドット蛍光体; カルコパイライト; バイオセンサー; 光電子移動; 蛍光消光; ZnS-AgInS_2; CdTe

本研究は、半導体超微粒子の蛍光を利用した新規な電気化学デバイスの構築を目的とし、種々のレドックス種の添加による粒子の光電子移動による蛍光消光について調査した。CdTe超微粒子に関する研究から、消光には粒子および消光剤の電位と、両種の間にはたらく静電相互作用が大きく影響していることが明らかになった。また、近年我々のグループは毒性の低い新規な半導体超微粒子、ZnS-AgInS_2固溶体超微粒子(通称ZAIS超微粒子)の合成に成功しており、量子収率も50%程度まで向上した。そこで、ZAIS超微粒子の蛍光を用いた物質のセンシングを試みた。まず、物質の電荷による静電相互作用が蛍光消光に大きく影響することを利用しようと考え、酸化還元によって価数が変化する消光剤を探索した。その結果、フェロセンやフェナジンの誘導体は酸化体のみが強い消光作用を示し、還元体はほとんど消光させないことが明らかになった。それらの物質の酸化状態を酵素反応によって制御することで、基質の添加によって蛍光発光するバイオセンサーを作製することに成功した。作製したセンサーは、電気化学型のバイオセンサーと比較してはるかに低い検出限界を有している。また、紫外光源さえあれば測定物質濃度を蛍光発光強度として目視で確認することができる。続いて、粒子および消光剤の電位が消光に与える影響について研究を進めていくと、有機物の中でも還元電位が卑な9-アミノアクリジンの消光作用は、ZAIS超微粒子の固溶比(ZnS/AgInS_2)に影響され、ZnSが含まれていないとまったく消光を示さず、ZnS比が多くなればなるほど消光作用が強くなることがわかった。ZnSが多いとバンドギャップは広くなるので、電子伝導帯下端の電位も負側にシフトすると考えられ、それによって粒子から消光剤への電子移動が可能になったと考えられる。この結果は、蛍光強度によって物質の酸化還元電位を計る新しい技術の基礎となるものと考えられる。

In this study, we investigated the photoelectron mobility of semiconductor ultrafine particles by using new electrochemistry to construct new photoelectron structures. CdTe ultrafine particles are studied in detail. The electrostatic interaction between the particles and the extinction agent has great influence. In recent years, the synthesis of semiconductor ultrafine particles and ZnS-AgInS_2 solid solution ultrafine particles (ZAIS ultrafine particles) has been successfully carried out, and the quantum yield has increased to 50%. ZAIS Ultrafine Particles and Their Optical Properties The electrostatic interaction between the charge and the substance affects the extinction of light. As a result, the inducer has a strong extinction effect on the acidifier, and the reducer has a strong extinction effect on the absorber. The acid state of the substance is controlled by the addition of the substrate. For example, if the temperature of the gas is low, the temperature of the gas is low, and the temperature of the gas is low. The ultraviolet light source is used to measure the concentration of the substance, and the luminous intensity is visually confirmed. The extinction effect of organic compounds on the reduction potential of organic compounds, the effect of solid solution ratio of ZAIS ultrafine particles (ZnS/AgInS_2), the extinction effect of ZnS/AgInS_2, the extinction effect of ZnS/AgInS_2, the extinction effect of ZnS/AgInS_2, and the extinction effect of ZnS/AgInS_2 are studied. ZnS has a large number of particles, and the electron conduction band has a negative potential. The result is a new technology for measuring the acidity and reduction potential of substances.

项目成果

ZnS-AgInS_2半導体超微粒子の蛍光消光のバイオセンシングへの応用

ZnS-AgInS_2半导体超细颗粒荧光猝灭在生物传感中的应用

• 发表时间: 2009
• 作者: 神通芳江;町田龍一郎;上松太郎;上松太郎;上松太郎
• 通讯作者: 上松太郎

Systematic studies on emission quenching of cadmium telluride nanoparticles

碲化镉纳米颗粒发射猝灭的系统研究

• 发表时间: 2009
• 期刊: Journal of Physical Chemistry C Vol.113
• 作者: 中平勝子;中嶋卓也;三上喜貴;Taro Uematsu
• 通讯作者: Taro Uematsu

Studies on Reaction Conditions for Size-selective Photoetching of Cadmium Telluride Nanocrystals

碲化镉纳米晶尺寸选择性光刻反应条件研究

• 发表时间: 2010
• 期刊: Electrochemistry 78
• 作者: Tsukasa Torimoto;et al.
• 通讯作者: et al.