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

• 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

[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] charge injection に よ る electricity industry induced WGM 発 light: this study poor に し hang か る に when た っ て application に recorded さ れ て い る デ バ イ ス tectonic で は ア ク テ ィ ブ が thick す ぎ る た め に charge を sphere で combining さ せ る こ と は difficult し い と judgment し た. そ こ で 100 nm の ギ ャ ッ プ を hold つ チ タ ン を electrode を Ebeam リ ソ グ ラ フ ィ に よ っ て made す る こ と を beg し 検 た. レ ジ ス ト の types, film thickness や ド ー ズ quantity の 検 line for を っ た results, 100 nm の ギ ャ ッ プ を も つ に electrode for system success し た. ま た, そ の fang で ポ リ マ ー sphere か ら の excitation light up に よ る レ ー ザ ー 発 vibration の 観 measuring に も successful し て い る. Total existing polymer の み か ら な る sphere か ら の レ ー ザ ー 発 vibration は not だ に report さ れ て お ら ず charge injection に よ る electricity industry induced WGM レ ー ザ ー に to け た big き な one step で あ る と exam え ら れ る. The results of this study are presented in the paper である. [C] polymer マ イ ク ロ sphere に よ る light trap の construct: type Forster エ ネ ル ギ ー mobile (FRET) は close で は に sharper rate very high に エ ネ ル ギ ー mobile が こ る side, dozens of ナ ノ メ ー ト ル above from れ る と そ の は the working rate し く low す る. One party で radiation type エ ネ ル ギ ー mobile (RET) は の suction 収 · 発 again again light に よ る エ ネ ル ギ ー 伝 of institutions で あ り, マ イ ク ロ メ ー ト ル を super え る distance で も up こ る. し か し な が ら, エ ネ ル ギ ー ド ナ ー の 発 light が radial に hiroo が る た め に が sharper rate very に 悪 い. し か し light は ideal な vacuum field で は エ ネ ル ギ ー の ロ ス な く into む こ と か ら, ド ナ ー の 発 に directional light を も た せ る こ と が で き れ ば long distance, high rate of unseen な エ ネ ル ギ ー mobile が be presently で き る と exam え ら れ る. This study で は エ ネ ル ギ ー ド ナ ー · ア ク セ プ タ ー の masato is に あ る polymer を total service そ れ ぞ れ himself set the さ せ て cropping し た マ イ ク ロ キ ャ ビ テ ィ を link さ せ る こ と で ド ナ ー の radiation を sentaku of に ア ク セ プ タ ー に induced し high working rate, long distance の RET を be presently し た. This study は paper と し て ま と め ら れ ACS Nano, 2016, 10, 5543-5549. The に first white jasmines load さ れ て い る.

项目成果

National Tsing Hua University(台湾)

国立清华大学（台湾）

高効率エネルギー移動を実現する有機フォトニクス材料を開発均一にブレンドされた共役ポリマー球体共振器

开发用于高效能量传输的有机光子材料均匀共混的共轭聚合物球谐振器

共役高分子ブレンド球体の構築とWGMを介した高効率放射エネルギー移動

共轭聚合物共混球的构建和通过 WGM 的高效辐射能传输

• 发表时间: 2016
• 作者: 櫛田創;Daniel Braam;Dao Thang;柴崎浩輔;齋藤仁志;石井智;長尾忠昭;佐伯昭紀;桑原純平;神原貴樹;木島正志;Axel Lorke;山本洋平
• 通讯作者: 山本洋平

Conjugated Polymer Blend Microspheres for Efficient, Long-Range Light Energy Transfer

• DOI: 10.1021/acsnano.6b02100
• 发表时间: 2016-05-01
• 期刊: ACS NANO
• 影响因子: 17.1
• 作者: Kushida, Soh;Braam, Daniel;Yamamoto, Yohei
• 通讯作者: Yamamoto, Yohei

Duisburg-Essen University/Heidelberg University(ドイツ)

杜伊斯堡-埃森大学/海德堡大学（德国）