2012 Fiscal Year Annual Research Report
３次元自己組織化量子ドット超格子の物性制御と高効率太陽電池応用
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22241035
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
岡田 至崇 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (40224034)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
喜多 隆 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10221186)
赤羽 浩一 独立行政法人情報通信研究機構, 光ネットワーク研究所, 研究員 (50359072)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 量子ドット / 自己組織化成長 / 太陽電池 / 中間バンド型太陽電池 / 超高速光分光 / 高速キャリアダイナミクス / 結合量子ドット |
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| Research Abstract |
本年度は、InAs/GaAsSb系タイプII量子ドットを応用した中間バンド型太陽電池の作製と特性評価の研究を行った。キャリア寿命を長くできた結果、中間バンドを介した2段階の光吸収過程を室温で明瞭に観察することに成功した。また順バイアスして量子ドットへのキャリア注入を行うことにより、この2段階光吸収レートが増大することを実証した(東大)。
ナノスケールの量子構造における光励起キャリアの励起・緩和過程を超高速で追跡し、光応答特性を明らかにするため、ポンプ・プローブ方式の超高速発光寿命特性を解析した。Siを直接ドープしたInAs/GaAs量子ドットでは無輻射遷移の抑制効果の励起エネルギー依存の詳細を明らかにするとともに、直接ドープによってチャージした量子ドットでは光励起したキャリアが再び基底状態にまで緩和する過程を抑制できることを見出した。一方、InAs/GaAs量子ドットにおける多段光励起過程の観測によって、従来は透過して損失となっていた赤外光の光吸収を定量的に評価することに成功した(神戸大)。
量子ドットの中間バンドを利用した太陽電池応用の際は量子ドット間に結合状態が形成され、中間バンドを介した吸収増加が期待されるが、発光の観点からすると量子ドット端面からの発光がTEモード、TMモードが等価に近づくことで確認できる。そこでInAs量子ドットのスペーサー層の膜厚コントロールによるEL発光の偏光依存性について測定を行った。中間層10nmの試料においてはTM偏光の発光が大きくなっており、量子ドット間の結合が強くなっていることを確認した。歪補償法を用いることにより中間層の膜厚はさらに薄くできるものと考えられるため、より強い結合の量子ドット積層構造が作成可能であると考えられる。(情報通信機構)。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24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 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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