研究の概要

当研究室では「高分子と光」、「構造と機能」をキーワードに研究を行っています。

我々は、（1）光で高分子を観察し、（2）高分子で光・電子を操る研究を行っている。種々の分光法・顕微鏡法によって高分子の構造と物性を調べ、高分子の中で起こる光化学反応・光物理素過程を研究している。そして、これらの基礎的な知見を基に、新しい光・電子機能を持つ機能材料の構築を目指している。

こちらのページからは研究室の様子と使用している主要実験設備も閲覧できます。


1. 分光学的手法による高分子の構造・ダイナミクスの研究

エネルギー移動現象などの光物理の素過程は、ナノ秒の時間スケールそしてナノメートルの距離スケールという微小な時空間で起こる現象である。高分子の中に蛍光プローブを導入し、そこからの蛍光を分光測定・時間分解測定することで、ナノ秒領域の高分子のダイナミクスやナノメートルオーダーの高分子の構造を解析する。

超短パルスレーザーによる時間分解分光

近接場光学顕微鏡の開発と高分子ナノ構造解析への応用

左の写真は、モード同期チタン-サファイアレーザーであり、時間分解蛍光測定の光源として使用している。高速な光物理過程を通して、高分子の構造・ダイナミクスを評価する。また最近では光をプローブとしながら、その波長の1/10程度の高い空間分解能を有する走査型近接場光学顕微鏡（右）を開発し、高分子単分子膜高分子ゲルの内部構造などの解析を行っている。

1.1. 近接場光学・超解像光学による高分子の構造解析

1.1.1. 走査型近接場光学顕微鏡の開発と高分子ナノ構造解析への応用

1.1.2. 単一分子計測による高分子の構造とダイナミクスの評価

1.2. 光学的手法による高分子超薄膜の構造評価

1.3. 蛍光偏光解消法による高分子鎖の局所運動

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2. 高分子系の光物理・光化学過程の解明と光電子機能素子・太陽電池の開発

高分子の中で起こる励起エネルギー移動・電子移動などの光物理化学的な素過程を、超短パルスレーザを用いた時間分解分光法により「分子の時間スケール」で解明しています。また、高分子超薄膜などにより「分子の空間スケール」の構造設計・構築を行い、これらの素過程を制御した光・電子機能素子の開発を行っています。最近では、高効率な高分子薄膜太陽電池の開発を、分子の時間・空間スケールからアプローチし、素過程の解明とナノ構造制御の両面から進めるなど、高分子構造設計に基づく新規な光・電子機能材料の創製を目指した研究を展開しています。

過渡吸収分光システム

交互吸着膜作製装置

高分子薄膜太陽電池