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自然量子井戸構造半導体単結晶の光学特性と低次元励起子エンジニアリング

Research Project

Project/Area Number 16760005
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Applied materials science/Crystal engineering
Research InstitutionKochi University of Technology (2005)
Tohoku University (2004)

Principal Investigator

牧野 久雄  高知工科大学, 総合研究所, 助教授 (40302210)

Project Period (FY) 2004 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2004: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
Keywords2次元励起子 / 励起子分子 / 鉛ハロゲンペロブスカイト / 局在励起子 / 局在励起子分子 / 有機無機ハイブリッド / 選択励起発光 / 発光時間分解 / 誘導放出 / 誘導吸収
Research Abstract

自然量子井戸構造を有する2次元系鉛ハロゲンペロブスカイト単結晶について、発光スペクトルの温度依存性、発光時間分解測定、および、波長可変パルスレーザを用いた波長選択励起発光測定によって、発光起源の解明と発光ダイナミクスについて詳細な研究を行った。
弱励起下の発光スペクトルでは、双極子許容励起子と3重項励起子による鋭い発光線が観測される。3重項励起子からの発光は、光吸収ピークに対してストークスシフトを示すとともに、発光減衰時間はエネルギー依存性を示した。このことから、3重項励起子発光はPbBr無機層の無機・有機界面のランダムポテンシャルによって局在した3重項励起子によることが確認された。
パルスレーザによる強励起下では励起子分子の発光線が観測され、励起子分子の結合エネルギーは約40meVと極めて大きな値を持つことが明らかとなった。この値は、励起子分子発光強度の温度依存性から見積もられた熱的な結合エネルギー、励起子吸収ピークと励起子分子発光ピークとのエネルギー差から見積もられた結合エネルギーともによい一致を示した。
3重項励起子吸収ピーク付近での選択励起発光測定から、強励起下で観測される励起子分子の発光は、局在励起子分子によるものであることが明らかとなった。このとき、2つの自由な三重項励起子の非弾性衝突によって自由励起子分子が生成すること、また、2つの局在した3重項励起子の非弾性衝突によって局在励起子分子が生成することが分かった。さらに、局在励起子分子は、局在した三重項励起子を残して発光消滅すると結論された。

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2006 2005

All Journal Article (3 results)

  • [Journal Article] Localization of triplet excitons and biexcitons in the two-dimensional semiconductor (CH_3C_6H_4CH_2NH_3)_2PbBr_42006

    • Author(s)
      T.Goto
    • Journal Title

      Physical Review B 73

      Pages: 115206-115206

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Induced absorption and spontaneous emission due to biexciton in two-dimensional semiconductor (CH_3C_6H_4CH_2NH_3)_2PbBr_4 single crystal2005

    • Author(s)
      H.Makino
    • Journal Title

      Journal of Luminescence 112

      Pages: 54-57

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Induced absorption and spontaneous emission due to biexciton in two-dimensional semiconductor (CH_3C_6H_4CH_2NH_3)_2PbBr_4 single crystal2005

    • Author(s)
      H.Makino
    • Journal Title

      Journal of Luminescence (in press)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-04-01   Modified: 2016-04-21  

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