2022 Fiscal Year Annual Research Report
Synthesis and elementary carrier processes of highly efficient blue-emissive semiconductor quantum dots by interfacial engineering
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20H02578
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| Research Institution | Kwansei Gakuin University |
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Principal Investigator |
玉井 尚登 関西学院大学, 理学部, 教授 (60163664)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 半導体量子ドット / 青色発光 / 界面エンジニアリング / フェムト秒分光 / キャリア素過程 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
A）ZnSeおよびCdZnSe NPLsの合成とキャリア素過程の解析
合成したZnSe NPLsは，紫外領域の345 nmに励起子吸収を持ち発光量子収率は1％程度であった。それに対応しZnSe NPLsの励起子は10 ps以内に緩和した。種々の表面処理，配位子交換を試みたが，発光量子収率を増加させる事が出来なかった。質の高いZn系青色発光NPLsを合成する為に，4層CdSe NPLsのCdをZnにカチオン交換しCd1-xZnxSe NPLsを合成した。その結果，Znの割合が増えるにつれ励起子吸収が短波長にシフトし，発光波長もZn 69％で477 nm，92％で436 nmに青色シフトした。しかし，カチオン交換によりNPLsサイズが15－20％程度小さくなり収率もZn交換90％で約1/10まで減少した。カチオン交換過程でNPLs表面が部分的に削られ，表面欠陥が増加し発光量子収率が低下したものと考えられる。一方，Cd1-xZnxSe NPLs のAuger再結合時定数は，CdSe NPLsの体積スケーリング則から予想される値よりもかなり短くなった。キャリアのmobilityが関係している可能性がある。
B）ZnSe, ZnSe/ZnS C/S QDs発光の温度依存性
ZnSe QDsの高分子マトリックスないし石英板上にドロップキャストしたQDフィルム，およびZnSe/ZnS C/S QDs溶液の発光スペクトルの温度依存性を測定した。温度上昇と共に発光スペクトルは赤方偏移し，その強度は減少した。またそれに伴ってスペクトルの半値幅が広がった。赤方偏移はVarshniの関係式によって解析できた。FWHM の広がりは，励起子と音響フォノンおよび LO フォノンとの結合によってよく説明できた。温度依存の発光強度の解析から，青色発光QDsの無輻射プロセスを明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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