円偏光発光色 緑や青に自由自在 らせん形状の極小ガラス容器による簡便な制御技術を確立

東京工業大学 物質理工学院 材料系の早川晃鏡教授、大阪工業大学 応用化学科の平井智康准教授、化学・環境・生命工学専攻 坂井飛成大学院生（博士前期課程1年）、台湾の国立陽明交通大学の李明家准教授らの国際研究グループは、らせんの形をした極小ガラス容器に蛍光分子と溶媒を入れるというシンプルなアイデアで、緑から青色まで自在に円偏光発光（CPL）の発光色を制御する技術を確立しました。

本研究成果は、2023年9月15日に米国化学会（ACS）の化学系トップオープンアクセスジャーナルである「JACS Au」にオンライン掲載されました。更に“supplementary cover”として採択されました。

光の振動の方向が偏った光を偏光と呼びます。更に光の振動が右あるいは左方向に円を描きながら進行する偏光のことを円偏光と呼びます。太陽の光や蛍光灯の光には右回りと左回りの円偏光が同じ割合で含まれています。一方、分子などを利用して右回りと左回りの円偏光のうち、どちらかに偏った光を発光させる現象のことを円偏光発光（CPL）と呼びます。CPLを示す材料は3次元ディスプレイや量子コンピュータへの応用展開が期待されます。これまでCPLを示す材料には高価であるキラル^[用語1]な構造からなる分子が必要とされてきました。また、CPLの色を変化させるためには、その都度キラル分子を作る必要がありました。

研究グループでは独自の手法で調製した、らせん形状の極小ガラス容器にアキラル^[用語2]な蛍光分子と溶媒を入れることでCPLが観測されることを明らかにしました。更に、溶媒の種類（水、メタノール）及びその混合比を変えることでCPLの発光色を緑から青色まで自在に変化させることに成功しました。

本研究成果より、（1）安価なアキラルな分子を利用してCPL材料の開発が可能になります。また、（2）らせん形状の極小ガラス粉末容器に蛍光分子溶液を入れる技術のため、ガラス容器の中に溶液が含まれた固体粉末としてCPL材料を取り扱うことができます。