2018/06/22

2つの準位から同時にレーザー発振する有機結晶を開発

筑波大学

神奈川大学

東京大学大学院理学系研究科

 

概要

国立大学法人筑波大学数理物質系 山本洋平教授、同大学院数理物質科学研究科 岡田大地(物性・分子工学専攻 博士後期課程3年)は、神奈川大学理学部 辻勇人教授、東京大学大学院理学研究科 中村栄一特任教授、産業技術総合研究所、ストラスブール大学との共同研究で、π共役系分子マイクロ結晶からの同時多色レーザー発振注に成功しました。

辻教授、中村教授らにより2012年に開発された炭素架橋オリゴフェニレンビニレン(COPV)は、発光特性と光耐久性が極めて優れたπ共役系有機分子です。今回、本研究グループは、2種類のCOPVが混合したマイクロ結晶の作成に成功しました。得られた結晶を光励起すると、マイクロ結晶内で発光が閉じ込められ、誘導放出によりレーザー発振が起こることを確認し、COPVの混合比によっては2つの波長域から同時レーザー発振が起こることを明らかにしました。さらに、銀基板表面で結晶が直立に成長することを見出し、結晶が寝た状態と比較してレーザー発振閾値注4)を4分の1程度に低下することに成功しました。

このようなマイクロレーザーは、微小レーザー光源としての応用に加え、光回路や化学・バイオセンシングとしての応用が期待できます。

 

図:COPV2とCOPV3の分子構造、およびそれぞれの分子もしくは両分子を混合した溶液から形成したマイクロ結晶の蛍光顕微鏡写真。写真内の数値(fCOPV3)はCOPV3の混合割合を表す。スケールバー:10 µm

 

本研究成果は、2018年6月14日付「Nano Letters」誌にて先行公開されました。

 

詳細については、筑波大学のホームページをご覧ください。
 

―東京大学大学院理学系研究科・理学部 広報室―