課題番号 ：S-19-MS-1009
利用形態 ：機器利用
利用課題名（日本語） ：多元化合物半導体ナノ粒子の光学特性および構造評価
Program Title (English) ：Spectroscopic and structural analyzes of multinary compound semiconductor nanoparticles
利用者名（日本語） ：濱中　泰, 平瀬明光, 横井　凛，藤木　光
Username (English) ：Y. Hamanaka, A. Hirase, R. Yokoi
所属名（日本語） ：名古屋工業大学大学院工学研究科
Affiliation (English) ：Nagoya Institute of Technology

１．概要（Summary ）
　a.表面配位子をチオール系からホスフィン系に交換したAgInS2（AIS）ナノ粒子の発光スペクトル/発光励起スペクトルを解析して、交換前後の発光の変化を調査する。また、ラマン分光法により、構造の変化の有無を確認する。
b.AIS-ZnS混晶ナノ粒子の発光スペクトル/発光励起スペクトルを測定して、混晶化にともなう電子構造の変化を調査する。
c.インジウムドープ酸化スズ（ITO）ナノ粒子の近赤外局在プラズモンにおける近接場光増強効果を評価するため，その準備として非線形吸収測定を試みる。

２．実験（Experimental）
a.配位子の異なる2種類のAISナノ粒子の発光スペクトルと発光励起スペクトルを，蛍光分光装置（Horiba SPEX Fluorolog3-21）で測定した。顕微ラマン分光装置（RENISHAW in Via Reflex）を用いて，同じナノ粒子のラマンスペクトルを測定した。励起光の波長は，488， 633，785nmの3種類を選択した。
b.AIS-ZnS混晶ナノ粒子の発光スペクトルと発光励起スペクトルを，蛍光分光装置（Horiba SPEX Fluorolog3-21）で測定した。
c.ITOナノ粒子の非線形吸収測定には，光源としてピコ秒レーザーシステム（Spectra Physics Quantronix Millennia-Tsunami TITAN TOPAS）を使用し、自作の光学系を組み立てた。
これら全てのナノ粒子の溶媒分散試料の濃度調整には，紫外・可視・近赤外分光光度計（ShimadzuUV-3600Plus）を使用した。

３．結果と考察（Results and Discussion）
　a.チオール系配位子に交換すると、発光スペクトルが短波長側にシフトした。この結果は、表面に存在する格子欠陥が光学遷移に関わるバンド内準位を形成しており、配位子交換によりパッシベーションされることを示唆している。ラマンスペクトルから、配位子を交換しても結晶構造には変化が生じないことが確認できた。
　b.ZnSに近い組成のAIS-ZnS混晶ナノ粒子の測定をおこなった。ドープされたZnとInが形成するAISのギャップ内準位を同定することができた。
c.ITOナノ粒子の吸収スペクトルには、1600～1700 nm付近にピークを持つ非常にブロードなピークが観測された。これは局在プラズモンの共鳴吸収帯である。このピーク付近の波長のピコ秒パルスを入射させて吸収飽和実験をおこない、非線形吸収係数を見積もった。
４．その他・特記事項（Others）
蛍光分光装置とピコ秒レーザーの使用にあたっては上田正氏にご支援を頂きました。ラマン分光装置の使用にあたっては，売市幹大氏に懇切なご指導をいただきました。両氏に深く感謝申し上げます。
５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
(1) Y. Hamanaka, K. Watanabe and T. Kuzuya, J. Lumin. Vol.217（2020）p.p.116794.
(2) 横井凜、奥山覚史、濱中泰、葛谷俊博, 第８０回応用物理学会秋季学術講演会, 令和1年9月19日．
(3) Chen Shijia、渡辺 健斗、藤木 光、濱中 泰、葛谷 俊博、 第67回応用物理学会春季学術講演会、 令和2年3月14日．

６．関連特許（Patent）
なし