Fabrication of a microcavity containing CdSe nanoplatelets: polariton formation and lasing at room temperature

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05197
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 28020:Nanostructural physics-related
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: Masaru Oda 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (30345334)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 近藤 久雄 愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 講師 (70274305)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 微小光共振器 / 半導体ナノプレートレット / ポラリトン

Outline of Final Research Achievements

Strong light-matter coupling in semiconductor microcavities leads to the formation of quasiparticles called polaritons. Polaritons, especially in inorganic semiconductor microcavities, have attracted much attention because of their ultra-low threshold for lasing at room temperature (RT). In this study, we have developed a technique for fabricating a microcavity containing inorganic semiconductor CdSe nanoplatelets toward the realization of ultra-low threshold lasing at RT at visible wavelengths.

Free Research Field

光物性物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

共振器ポラリトンを室温で形成するためには、光と強く相互作用する半導体を入れた微小共振器が必要である。強い相互作用力を持つ無機半導体は主に紫外半導体に限られるため、その発光色も主に紫外波長域に制限されるとの課題があった。本研究では、約1nmの厚さを持つCdSeナノプレートレットが、可視半導体CdSe製であっても、その特有のナノ構造により光と強く相互作用できることに着目し、CdSeナノプレートレットを入れた微小共振器素子を作製する技術を開発した。この開発によりこれまで無機半導体材料では困難であったポラリトンの室温形成と可視波長域での発光生成を得た。