歪んだ原子層物質における室温純粋円偏光発光と電気的円偏光制御の実現
| Project/Area Number |
22H00280
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 28:Nano/micro science and related fields
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
竹延 大志 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70343035)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
蒲 江 東京工業大学, 理学院, 准教授 (00805765)
宮田 耕充 東京都立大学, 理学研究科, 准教授 (80547555)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥42,510,000 (Direct Cost: ¥32,700,000、Indirect Cost: ¥9,810,000)
Fiscal Year 2024: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
Fiscal Year 2023: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2022: ¥15,990,000 (Direct Cost: ¥12,300,000、Indirect Cost: ¥3,690,000)
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| Keywords | 原子層物質 / 円偏光発光 |
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| Outline of Research at the Start |
近年、様々な分野において円偏光光源の必要性が急速に高まっている。しかしながら、既存技術による円偏光発光（右回り・左回り）の電気的な制御は極めて困難であり、円偏光を用いた次世代技術の可能性を大幅に狭めている。本研究は、全く新しい原理を用いた 室温における電流励起円偏光発光素子と、その電気的な偏光方向の切り替えの実現に挑戦する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、全く新しい原理を用いた 室温における電流励起円偏光発光素子と、その電気的な偏光方向の切り替えの実現を目的とする。具体的には、申請者が発見した独自技術 『歪みを導入した原子層物質における室温かつ電気的制御可能な円偏光発光』を発展させる。本効果に関する理論計算は、室温における偏極率100%の純粋円偏光発光と電気的制御を予言しており、本研究は偏光方向制御の学理構築と、室温における純粋円偏光発光の電気的制御に挑戦している。
これまでの研究は、可撓性を有するプラスチック基板上に原子層物質を用いた発光素子（電気二重層発光ダイオード）を作製し、『プラスチック基板を曲げる』という簡便な方法により歪みを導入した。この際、原子層物質に導入される歪みは、プラスチック基板の厚みと屈曲時の曲率半径Rに比例し、本手法により10%を超える一軸性弾性変形が実現可能だ。しかし、大きく屈曲した基板は発光実験が難しく、現状では1%程度の歪みによる24%の偏極率に留まっていた。そこで2022年度は、1%を超える歪みの導入を目指し、新たな歪導入方法の開発や既存方法の改善（(i) より強い相互作用が期待できるnmスケールで平坦な特殊なポリイミド膜の導入、(ii) 電極などを原子層物質とプラスチック基板の境界に蒸着し、プラスチック基板上での原子層物質の滑りを抑制、(iii) プラスチック基板だけでなく、伸縮性を有するシリコンゴム（PDMS）を基板に用い、二元的な変形により結合長の変化に起因する応力発生を抑制、などの工夫により大きな歪みを導入する）を試み、最終的には目標とする1%を超える歪の導入に成功した。加えて。2023年度の予定である「より高強度な電場の導入」「高密度なキャリアドーピング」や、2024年度の予定である「円偏光発光の評価手法の構築」などにも着手し、予定を前倒しての研究を推進した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
2022年度の目標であった1%を超える歪みの導入に成功した。加えて、2023年度に着手予定であった「より高強度な電場の導入」「高密度なキャリアドーピング」や、2024年度に着手予定であった「円偏光発光の評価手法の構築」などにも着手し、予定を前倒しての研究を推進した。以上より、当初の計画以上に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
1%を超える歪み導入手法を更にブラッシュアップしつつ、前倒しにて着手している「より高強度な電場の導入」「高密度なキャリアドーピング」「円偏光発光の評価手法の構築」などを、引き続き推進する。
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Report
(2 results)
Research Products
(20 results)
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[Presentation] Efficient and Chiral Electroluminescence from In-Plane Heterostructure of Transition Metal Dichalcogenide Monolayers2022
Author(s)
Jiang Pu, Naoki Wada, Yuhei Takaguchi, Wenjin Zhang, Zheng Liu, Takahiko Endo, Toshifumi Irisawa, Kazunari Matsuda, Yuhei Miyauchi, Yasumitsu Miyata, Taishi Takenobu
Organizer
SSDM2022(2022 International Conference on Solid State Devices and Materials)
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Organizer
RPGR2022(The 13th Recent Progress in Graphene and Two-dimensional Materials Research Conference)
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