自己組織化共役高分子マイクロ球体による革新的光電子機能発現

自组装共轭聚合物微球表达的创新光电功能

基本信息

批准号：
16J00960
负责人：
櫛田創
金额：
$ 1.22万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J00960/
关键词：
共役高分子 WGM共振器自己組織化

项目摘要

[A] 電荷注入による電界誘起WGM発光：本研究に差し掛かるに当たって申請書に記載されているデバイス構造ではアクティブ層が厚すぎるために電荷を球体内で再結合させることは難しいと判断した。そこで100 nm のギャップを持つチタンを電極をEbeamリソグラフィによって作成することを検討した。レジストの種類・膜厚やドーズ量の検討を行った結果、100 nm のギャップをもつ電極作製に成功した。また、その他方でポリマー球体からの光励起によるレーザー発振の観測にも成功している。共役高分子のみからなる球体からのレーザー発振は未だに報告されておらず電荷注入による電界誘起WGMレーザーに向けた大きな一歩であると考えられる。本研究結果は現在論文提出中である。[C] 高分子マイクロ球体による光捕集系の構築：Forster型エネルギー移動 (FRET) は近距離では非常に高効率にエネルギー移動が起こる一方、数十ナノメートル以上離れるとその効率は著しく低下する。一方で放射型エネルギー移動 (RET) は光の再吸収・再発光によるエネルギー伝達機構であり、マイクロメートルを超える距離でも起こる。しかしながら、エネルギードナーの発光が放射状に広がるために効率が非常に悪い。しかし光は理想的な真空場ではエネルギーのロスなく進むことから、ドナーの発光に方向性をもたせることができれば長距離・高効率なエネルギー移動が実現できると考えられる。本研究ではエネルギードナー・アクセプターの関係にある共役高分子をそれぞれ自己集合化させて作製したマイクロキャビティを連結させることでドナーの放射を選択的にアクセプターに誘導し高効率・長距離のRETを実現した。本研究は論文としてまとめられACS Nano 2016, 10, 5543－5549.に掲載されている。

[A]电场注入引起的电场诱导的WGM发射：在接近这项研究时，我们确定活性层在应用形式中描述的设备结构中太厚，因此很难在球体内重新组合电荷。因此，我们研究了使用Ebeam光刻来制备具有100 nm的钛电极。由于检查了类型，薄膜厚度和抗药性，我们成功地制造了100 nm的电极。此外，在其他情况下，由于来自聚合物球的光激发引起的激光振荡已成功观察到。仅由仅共轭聚合物组成的球体的激光振荡尚未报告，并且被认为是通过电荷注入迈出电场引起的WGM激光器的主要一步。目前正在提交这项研究的结果。 [C]使用聚合物微球构建光收集系统：Forster-Type能量转移（FRET）在近距离发生非常有效地发生，而当它被几十纳米或更多的纳米分离时，其效率显着降低。另一方面，辐射能传递（RET）是通过重吸收和重新排放光的能量转移机制，即使在超过微米的距离处也发生。但是，随着能量供体发出径向光，效率非常差。但是，在理想的真空场中，光线不损失而不会损失，如果可以定向供体，则可以实现较长的距离和高效的能量转移。在这项研究中，我们将与能量供应者相关的自组装共轭聚合物产生的微腔连接在一起，从而选择性地诱导了供体辐射到受体中，从而达到了高效的远程RET。这项研究是作为论文编辑的，并发表在ACS Nano 2016，10，5543-5549中。