ナノ粒子における励起子拡散とＦＲＥＴダイナミクスの評価

申請者は申請書に記載した既存の高解像度の共焦点顕微システムを用いてもフェルスター共鳴エネルギー移動(FRET)の詳細な測定を現時点では実現不可能と判断し、2年目の研究目的を台湾國立交通大學の増原宏教授の研究室にてレーザートラッピング技術を用いた半導体量子ドット(QD)超格子の生成ダイナミクスとその評価を行うことに変更した。申請者はQDに関して熟知しており、レーザートラッピング技術を用いたQD超格子生成の研究が全くされておらず、さらにQD超格子が太陽電池への利用に期待されて研究されている一方で光学特性変化について報告されていない点に着目した。本研究では、レーザートラッピング誘起QD集合体の蛍光スペクトル変化から超格子の生成ダイナミクスについて評価した。具体的には、トラッピングレーザーの2光子励起を用いたQDからの蛍光スペクトル測定および蛍光イメージング測定から評価を行った。QD溶液にレーザーを入射すると、時間経過とともに焦点付近から蛍光を観測した。さらに、時間経過に対する蛍光強度および中心蛍光波長の位置の変化を解析した結果、蛍光強度の上昇と連動して、中心蛍光波長が短波長側にわずかにシフトすることが分かった。次に、QD溶液の濃度を上げた結果、中心蛍光スペクトルのシフト量は低濃度時と比較して大きくなった。以上の結果より、集光点に捕捉されているQDの数が多くなるに伴いQD間距離が狭くなるため、集合体形成による新たな電子準位が作られたと考えられる。QD超格子の光学特性については、広く報告されている長波長シフトだけでなく、向井剛輝教授らによって短波長側に新たな発光スペクトルが現れることが報告されている。本研究成果は彼らほどの大きな発光スペクトル変化は得られなかったが、QD集合体の特性変化の要因は同じと考えている。

申請者は申請書に記載した既存の高解像度の共焦点顕微システムを用いてもフェルスター共鳴エネルギー移動(FRET)の詳細な測定を現時点では実現不可能と判断し、2年目の研究目的を台湾國立交通大學の増原宏教授の研究室にてレーザートラッピング技術を用いた半導体量子ドット(QD)超格子の生成ダイナミクスとその評価を行うことに変更した。申請者はQDに関して熟知しており、レーザートラッピング技術を用いたQD超格子生成の研究が全くされておらず、さらにQD超格子が太陽電池への利用に期待されて研究されている一方で光学特性変化について報告されていない点に着目した。本研究では、レーザートラッピング誘起QD集合体の蛍光スペクトル変化から超格子の生成ダイナミクスについて評価した。具体的には、トラッピングレーザーの2光子励起を用いたQDからの蛍光スペクトル測定および蛍光イメージング測定から評価を行った。QD溶液にレーザーを入射すると、時間経過とともに焦点付近から蛍光を観測した。さらに、時間経過に対する蛍光強度および中心蛍光波長の位置の変化を解析した結果、蛍光強度の上昇と連動して、中心蛍光波長が短波長側にわずかにシフトすることが分かった。次に、QD溶液の濃度を上げた結果、中心蛍光スペクトルのシフト量は低濃度時と比較して大きくなった。以上の結果より、集光点に捕捉されているQDの数が多くなるに伴いQD間距離が狭くなるため、集合体形成による新たな電子準位が作られたと考えられる。QD超格子の光学特性については、広く報告されている長波長シフトだけでなく、向井剛輝教授らによって短波長側に新たな発光スペクトルが現れることが報告されている。本研究成果は彼らほどの大きな発光スペクトル変化は得られなかったが、QD集合体の特性変化の要因は同じと考えている。