2024 Fiscal Year Annual Research Report
Challenge to Printed Organic Laser
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22K19059
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
竹延 大志 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70343035)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Keywords | オプト・イオントロニクス / 発光素子 / 受光素子 / 電解質ドーピング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、有機材料の溶解性を最大限に活かした溶液法によるレーザー素子の実現を目指し、電解質を用いた発光素子（LEC）を基盤とするアプローチを展開した。有機高分子材料においては、発光性高分子と電解質の混合膜によりpn接合を自発的に形成する構造を活用し、電解質トランジスタのゼーベック効果測定、温度・磁場に対する電気抵抗変化の評価にも成功した。さらに、原子層材料を対象に、室温以上の融点を持つ固体電解質とパルス電圧を組み合わせることで、MA/cm²を大きく超える高電流密度注入を実現し、レーザー発振に必要な反転分布への道を拓いた。2022年度には、DFB構造導入のための回折格子作製とその上でのLEC作製に成功し、発光の観測を達成した。また、電解質を用いたpn接合形成技術を複数の材料系に適用し、汎用性を確認した。2023年度には、微小SiO2球を用いた共振器構造と原子層材料を組み合わせ、共振発光を観測するとともに、低温下での電解質凍結を利用した電圧印加により、酸化還元反応を超える高電流注入に成功した。これらの成果は、当初の計画を前倒しで達成したものである。最終年度となる2024年度には、パルス電圧による高速応答を有する電解質デバイスを構築し、発光素子としての性能を大きく向上させるとともに、微小共振器との融合により、レーザー素子の実現に不可欠な基盤技術の多くを確立した。残念ながらレーザー発振には至らなかったが、これら一連の研究を通じて、塗布型レーザー素子実現に向けた明確な道筋と、将来の展開に向けた重要な知見が得られた。
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