| Project/Area Number |
22K19059
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 35:Polymers, organic materials, and related fields
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
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| Keywords | レーザー / 電気化学 / オプト・イオントロニクス / 発光素子 / 受光素子 / 電解質ドーピング / 有機材料 / 印刷 |
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| Outline of Research at the Start |
近年、有機材料を電流励起のレーザー発振が報告された。今後、近年では多くの実用化が実現している有機ELと同様に、有機レーザー素子に関する研究・開発の活発化が期待される。特に、既存材料にはない有機材料の魅力の一つは、塗布法による素子作製である。そこで本研究は、有機材料の溶解性を最大限に活かし、溶液法を用いたレーザー素子作製に挑戦する。
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| Outline of Final Research Achievements |
This study aimed to realize solution-processed laser devices by leveraging the unique properties of organic materials, focusing on the development of light-emitting devices based on light-emitting electrochemical cells (LECs). In addition to organic polymers, monolayer transition metal dichalcogenides (TMDs) were incorporated, and optimization of electrolytes combined with pulsed voltage application enabled the injection of high current densities exceeding 1 MA/cm2. This represents a significant step toward achieving population inversion under electrical excitation. Although laser emission was not attained, foundational technologies, including material exploration, device architecture design, and driving condition optimization, were established to support the future realization of printable laser devices.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は、次世代のレーザー素子の実現を目指し、有機材料や遷移金属ダイカルコゲナイドと呼ばれる原子1層の超薄膜材料を用いて、高性能な発光素子の開発に取り組みました。特に、電解質の最適化とパルス電圧を組み合わせることで、毎平方センチメートルあたり100万アンペアを超える高電流を安定して印加する技術を確立しました。これは様々な材料を用いた「電流励起レーザー」の実現に向けた重要な成果です。今後は、従来の材料が限定されたレーザー装置に代わる低コストかつ柔軟な光源技術として、医療診断、次世代通信、環境センシングなど多様な分野への応用が期待されます。
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