2019 Fiscal Year Annual Research Report
２次元無機有機ペロブスカイト材料によるハイブリッド特有の光学応答
| Project/Area Number |
16H03890
|
|---|
| Research Institution | Sophia University |
|---|
Principal Investigator |
江馬 一弘 上智大学, 理工学部, 教授 (40194021)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
江良 正直 佐賀大学, 理工学部, 准教授 (30191927)
森 竜雄 愛知工業大学, 工学部, 教授 (40230073)
高田 徳幸 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電子光基礎技術研究部門, 研究グループ長 (70357359)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | ハイブリッド材料 / 励起子 / ポラリトン / マイクロキャビティ / 太陽電池 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，無機と有機が複合したペロブスカイト材料の２次元構造を利用して，ハイブリッド特有の光学応答を顕著に出現させ，デバイス応用への基礎を築くことである．2018年度までに，2次元ペロブスカイト材料を含むマイクロキャビティの作製に成功し，キャビティ中の光とペロブスカイト中の励起子との強結合を確認した．結合の大きさを表す真空ラビ分裂エネルギーは160 meVと見積もられ，通常の無機半導体のマイクロキャビティに比べて，1桁大きいものが得られた．2019年度はマイクロキャビティに関する研究を継続しつつ，研究の主体をハイブリッド材料の励起子特性やキャリアダイナミクスにシフトした．また，太陽電池応用も意識して，2次元構造だけでなく3次元構造にも研究の幅を広げた．
励起子特性では，3次元構造のMAPbI3, FAPbI3, CsPbI3において，励起子‐励起子散乱発光の観測に成功し，励起子束縛エネルギーの確定を行った．さらに，2次元構造においては，微粒子化することで，内部量子効率を上げることに成功し，効率良い発光デバイス作製への道を築いた．また，太陽電池応用に関しては，分担者の森により，良質な薄膜作製法の実現に成功した．具体的には，ペロブスカイト薄膜作製時にエアフローを行うことにより，ピンホールの少ない良質な薄膜の作製に成功した．さらに，貧溶媒法を後処理として利用するとことで，ペロブスカイト膜の結晶とグレイサイズの大型化にも成功し，変換効率も18%までに向上した．
本研究では，ハイブリッドの特徴を十分に発揮させることが目的であったが，「無機と有機の結合」のような最も特徴的な部分への進展はあまり見られなかった．しかし，注目されている太陽電池応用だけでなく，発光デバイス・非線形デバイスなどへの応用の道を切り開くことには成功したと考えている．
|
| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
