Study of electroluminescence and photophysical properties of single halide perovskite nanocrystals

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02684
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 32020:Functional solid state chemistry-related
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: Vacha Martin 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (50361746)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 単一分子分光 / ハロゲン化ペロブスカイト / 量子ドット

Outline of Final Research Achievements

Organic-inorganic halide perovskites show excellent photophysical properties and are attracting attention as materials for next-generation optical and electronic devices such as light-emitting diodes and displays. In this study, we aimed at elucidating the fundamental photophysical properties of perovskite nanocrystals using single particle spectroscopy. The main results include clarification of the electroluminescence blinking phenomenon and electroluminescence efficiency by simultaneous measurement of electroluminescence and photoluminescence in CsPbBr3 perovskite nanocrystals, suppression of the blinking of perovskite nanocrystals by ligand exchange, and elucidation of the nanocrystal formation process and ion diffusion in halide perovskite-metal organic framework composite materials.

Free Research Field

Organic materials nanoscience

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

有機無機ハロゲン化ペロブスカイトが次世代の光・電子デバイスの材料として期待されているが、ハロゲン化ペロブスカイトナノ結晶（量子ドット）を発光体として用いた電界発光デバイスの効率が低いことが課題として残っていた。本研究では、低効率の原因となる発光点滅（ブリンキング）に注目し、電界発光での点滅現象の解明へ大きく進捗した。また、リガンド交換による点滅の抑制方法も提案し、電子デバイスの開発のフィードバックを提供した。本研究の成果がナノスケール光・電子デバイスの研究開発の他、材料科学および物理化学の分野にも大きなインパクトを与えることが期待される。