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Fabrication of Charge-transfer Complex-Perovskite Composite Films

Research Project

Project/Area Number 22K20525
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0501:Physical chemistry, functional solid state chemistry, organic chemistry, polymers, organic materials, biomolecular chemistry, and related fields
Research InstitutionYamagata University

Principal Investigator

Hinako Ebe  山形大学, 理学部, 助教 (90962762)

Project Period (FY) 2022-08-31 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsペロブスカイトナノ結晶 / 電荷移動錯体 / 複合膜 / ペロブスカイト / 発光デバイス
Outline of Research at the Start

優れた光・電子物性を有するペロブスカイトナノ結晶は、次世代発光デバイス材料として注目されている。一方、ペロブスカイトナノ結晶は、極性溶媒中やデバイス駆動時において、イオン脱離を容易に引き起こし、デバイス耐久寿命が非常に低いことが課題である。また、表面配位子により溶媒耐性が非常に低く、多積層化デバイスへの応用が困難である。本研究では、優れた電荷輸送性を有する電荷移動錯体をペロブスカイトナノ結晶の保護層として導入し、高性能ペロブスカイトLEDを開発する。また、電荷移動錯体の分子間架橋構造の形成により、ペロブスカイトナノ結晶膜の耐溶媒性を向上し、多積層型ペロブスカイトナノ結晶膜を創出する。

Outline of Final Research Achievements

We fabricated composite films of charge transfer complexes (CT) and lead halide perovskite nanocrystals (PNC) using a simple solution process for optoelectronic applications. The resulting CT-PNC composite films successfully formed heterostructures through electrostatic interactions. Additionally, the introduction of charge transfer complexes into PNC film exhibited photoluminescence (PL) quenching of perovskite emission and a shortening of PL decay time, suggesting interactions between CT and PNC such as energy transfer or charge transfer. These composite films with heterostructures are expected to promote material interactions and be applied to new energy conversion materials.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

CT-PNCの界面形成は、材料間相互作用を促進し、エネルギー移動および電荷移動を介した新たなエネルギー変換材料の創出に大きく貢献する。また、各材料の励起子準位制御を自在に制御することができ、電荷移動錯体のフレンケル励起子およびPNCのワニエ励起子の励起子カップリングによるハイブリッド励起子の実現が期待され、優れた非線形光学特性を備えた光電材料としての利用が期待される。以上より、本成果で得られたCT-PNCの複合膜は、効率的なエネルギー変換および非線形光学応用に有用な技術であり、学術的意義や社会的意義に高い意義をもつ。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Guanidium iodide treatment of size-controlled CsPbI3 quantum dots for stable crystal phase and highly efficient red LEDs2023

    • Author(s)
      Ebe Hinako、Suzuki Rikuo、Sumikoshi Shunsuke、Uwano Mizuho、Moriyama Reine、Yokota Daisuke、Otaki Mahiro、Enomoto Kazushi、Oto Takao、Chiba Takayuki、Kido Junji
    • Journal Title

      Chemical Engineering Journal

      Volume: 471 Pages: 144578-144578

    • DOI

      10.1016/j.cej.2023.144578

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Janus metallic film with gold and silver luster by electroless deposition of silver using poly(dopamine acrylamide) thin film2023

    • Author(s)
      Ohke Mizuki、Akaishi Ryoichi、Tachibana Kyoka、Kohri Michinari、Nagano Shusaku、Ebe Hinako、Matsui Jun
    • Journal Title

      RSC Advances

      Volume: 13 Issue: 40 Pages: 28104-28111

    • DOI

      10.1039/d3ra05099h

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Energy Transfer between Size-Controlled CsPbI<sub>3</sub> Quantum Dots for Light-Emitting Diode Application2022

    • Author(s)
      Ebe Hinako、Wang Ya-Kun、Shinotsuka Narumi、Cheng Yu-Hong、Uwano Mizuho、Suzuki Rikuo、Dong Yitong、Ma Dongxin、Lee Seungjin、Chiba Takayuki、Sargent Edward H.、Kido Junji
    • Journal Title

      ACS Applied Materials &amp; Interfaces

      Volume: ー Issue: 15 Pages: 17691-17697

    • DOI

      10.1021/acsami.2c03971

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Guanidium Iodide Treatment of Size-controlled CsPbI3 Quantum Dots for Stable Crystal Phase and Highly Efficient Red perovskite LEDs2024

    • Author(s)
      Hinako Ebe, Takayuki Chiba
    • Organizer
      Adv. Material Science 2024
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ハロゲン化鉛ペロブスカイト量子ドットの合成と発光デバイスへの応用2024

    • Author(s)
      江部日南子、千葉貴之、城戸淳二、松井淳
    • Organizer
      2024年第71回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 電荷移動錯体ーペロブスカイトナノ結晶複合膜におけるエネルギー移動2023

    • Author(s)
      服部 秀生、松井 淳、江部 日南子
    • Organizer
      2023年度高分子学会東北支部研究発表会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 電荷移動錯体ーペロブスカイトナノ結晶複合膜の創出とエネルギー移動機構の検討2023

    • Author(s)
      服部 秀生、松井 淳、江部 日南子
    • Organizer
      第84回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 立方晶CsPbI3量子ドットの相安定化および高性能LEDの開発2022

    • Author(s)
      江部 日南子、鈴木 陸央、隅越 俊介、上野 瑞穂、森山 玲音、千葉 貴之、城戸 淳二
    • Organizer
      2022年 第83回 応用物理学会 秋季学術講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 表面修飾処理およびエネルギー移動を用いた高性能ペロブスカイト量子ドットLEDの開発2022

    • Author(s)
      江部 日南子
    • Organizer
      第17回 有機デバイス・物性院生研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Remarks] 次世代の高性能赤色ペロブスカイト量子ドットLEDの開発

    • URL

      https://www.yamagata-u.ac.jp/jp/information/press/20230711/

    • Related Report
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  • [Remarks] マイポータル

    • URL

      https://researchmap.jp/hinako_ebe/?lang=ja

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Remarks] 山形大学 カーボンニュートラル研究センター 理学部 江部日南子

    • URL

      https://yucan.amebaownd.com/posts/40937683

    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-09-01   Modified: 2025-01-30  

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