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有機半導体結晶微小共振器による光子-励起子間相互作用と発光機能の制御

研究課題

研究課題/領域番号 15H03974
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関京都工芸繊維大学

研究代表者

山下 兼一  京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 教授 (00346115)

研究分担者 山雄 健史  京都工芸繊維大学, 材料化学系, 教授 (10397606)
連携研究者 堀田 収  京都工芸繊維大学, 材料化学系, 教授 (00360743)
柳 久雄  奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 教授 (00220179)
佐々木 史雄  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 上級主任研究員 (90222009)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2016年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2015年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
キーワード微小共振器 / 有機レーザ / ポラリトン / 有機結晶 / 電子・電気材料
研究成果の概要

本研究は、次世代の高機能な光源素子開発のための基礎的研究として、有機半導体結晶と微小共振器構造を組み合わせた光子-励起子間相互作用強度の制御技術の確立と、それによる新しいコヒーレント光発生のメカニズム解明を目的として実施した。光と電子の結合による新しい量子状態として知られるポラリトン状態が、強い分子配向を有する特殊な有機結晶の使用により、室温で効率的に生成できることを示した。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 1件、 査読あり 15件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ケンブリッジ大学キャベンディッシュ研究所(英国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] 有機系材料による室温共振器ポラリトンの研究展開2018

    • 著者名/発表者名
      山下兼一、山雄健史、柳久雄
    • 雑誌名

      レーザー研究

      巻: 46 ページ: 20-24

    • NAID

      130007957394

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative evaluation of light-matter interaction parameters in organic single-crystal microcavities2018

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Takumi、Yamashita Kenichi、Takahashi Shun、Yamao Takeshi、Hotta Shu、Yanagi Hisao、Nakayama Masaaki
    • 雑誌名

      Optics Letters

      巻: 43 号: 5 ページ: 1047-1050

    • DOI

      10.1364/ol.43.001047

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrafast Dynamics of Polariton Cooling and Renormalization in an Organic Single-Crystal Microcavity under Nonresonant Pumping2018

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Kenichi、Huynh Uyen、Richter Johannes、Eyre Lissa、Deschler Felix、Rao Akshay、Goto Kaname、Nishimura Takumi、Yamao Takeshi、Hotta Shu、Yanagi Hisao、Nakayama Masaaki、Friend Richard H.
    • 雑誌名

      ACS Photonics

      巻: 印刷中 号: 6 ページ: 2182-2188

    • DOI

      10.1021/acsphotonics.8b00041

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] High-gain and wide-band optical amplifications induced by a coupled excited state of organic dye molecules co-doped in polymer waveguide2018

    • 著者名/発表者名
      Higase Youtaro、Morita Shinya、Fujii Toshiyuki、Takahashi Shun、Yamashita Kenichi、Sasaki Fumio
    • 雑誌名

      Optics Letters

      巻: 43 号: 8 ページ: 1714-1717

    • DOI

      10.1364/ol.43.001714

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Organic nanowire lasers with epitaxially grown crystals of semiconducting oligomers2017

    • 著者名/発表者名
      Torii Kazuki、Higuchi Tetsuya、Mizuno Kei、Bando Kazuki、Yamashita Kenichi、Sasaki Fumio、Yanagi Hisao
    • 雑誌名

      ChemNanoMat

      巻: 3 号: 9 ページ: 625-631

    • DOI

      10.1002/cnma.201700186

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface-emitting vertical cavuty with vapor-grown single crystal of cyano-substututed thiophene/phenylene co-oligomer2017

    • 著者名/発表者名
      R. Hatano, K. Goto, K. Yamashita, F. Sakaki, and H. Yanagi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 56 号: 4S ページ: 04CL02-04CL02

    • DOI

      10.7567/jjap.56.04cl02

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced performance of organic solar cells based on thiophene/phenylene co-oligomers2017

    • 著者名/発表者名
      T. Taniguchi, K. Fukui, R. Asahi, Y. Urabe, A. Ikemoto, J. Nakamoto, Y. Inada, T. Yamao, and S. Hotta
    • 雑誌名

      Synthetic Metals

      巻: 227 ページ: 156-162

    • DOI

      10.1016/j.synthmet.2017.04.007

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strong exciton-photon coupling in organic single crystal microcavity with high molecular orientation2016

    • 著者名/発表者名
      K. Goto, K. Yamashita, H. Yanagi, T. Yamao, and S. Hotta
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 109 号: 6

    • DOI

      10.1063/1.4960659

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ペロブスカイト太陽電池へのITO透明電極スパッタリング直接堆積の影響2016

    • 著者名/発表者名
      松田 拓未, 立石 義和, 山下 兼一, 北村 雅季, 喜多 隆
    • 雑誌名

      材料

      巻: 65 号: 9 ページ: 642-646

    • DOI

      10.2472/jsms.65.642

    • NAID

      130005416088

    • ISSN
      0514-5163, 1880-7488
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spectrally-narrowed emissions from organic crystals having a one-dimensional grating on their surface2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Yamamoto, Keiji Obara, Shohei Higashihara, Yuki Obama, Takeshi Yamao, and Shu Hotta
    • 雑誌名

      J. Nanosci. Nanotechnol.

      巻: 16 号: 4 ページ: 3312-3317

    • DOI

      10.1166/jnn.2016.12281

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Organic light-emitting transistors with a thin metal layer covering a diffraction grating2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Obama, Y. Sakurai, T. Kitazawa, T. Yamao, and S. Hotta
    • 雑誌名

      Molecular Crystals and Liquid Crystals

      巻: 629 号: 1 ページ: 218-223

    • DOI

      10.1080/15421406.2015.1095833

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] TPCO single-crystal optical devices equipped with one-dimensional diffraction gratings2016

    • 著者名/発表者名
      K. Aoki, Y. Obama, S. Sugimoto, T. Yamao, S. Hotta
    • 雑誌名

      Molecular Crystals and Liquid Crystals

      巻: 636 号: 1 ページ: 45-51

    • DOI

      10.1080/15421406.2016.1200942

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Doping effects of fluorinated organic dyes on the open-circuit voltage of bulk-heterojunction photovoltaic devices2015

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe and K. Yamashita
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 54 号: 8S1 ページ: 08KF01-08KF01

    • DOI

      10.7567/jjap.54.08kf01

    • NAID

      210000145608

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Wavelength tunability of plastic waveguide laser with asymmetric distributed Bragg reflectors2015

    • 著者名/発表者名
      K. Nagai and K. Yamashita
    • 雑誌名

      Journal of Lightwave Technology

      巻: 33 号: 22 ページ: 4600-4605

    • DOI

      10.1109/jlt.2015.2478597

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vertical cavity lasing from melt-grown crystals of cyano-substituted thiophene/phenylene co-oligomer2015

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Tanaka, Kaname Goto, Kenichi Yamashita, Takeshi Yamao, Shu Hotta, Fumio Sasaki, and Hisao Yanagi
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 107 号: 16 ページ: 1633031-5

    • DOI

      10.1063/1.4934588

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 有機マイクロキャビティEL素子における光子-励起子相互作用の評価2018

    • 著者名/発表者名
      土器屋翔平、水野英之、香月浩之、山下兼一、佐々木史雄、柳久雄
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Ruddlesden-Popper 型ペロブスカイト単結晶の光学特性評価2017

    • 著者名/発表者名
      張帥、山下兼一
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 有機色素薄膜レーザの利得帯域および発振帯域の共ドープによる制御2017

    • 著者名/発表者名
      東瀬陽太郎、藤井俊行、山下兼一
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高Q値有機結晶微小共振器における光子-励起子強結合の評価2017

    • 著者名/発表者名
      西村巧、山下兼一、山雄健史、柳久雄、中山正昭
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] π共役系オリゴマーを用いたマイクロキャビティ構造をもつ有機EL素子2017

    • 著者名/発表者名
      土器屋翔平、水野英之、香月浩之、山下兼一、佐々木史雄、柳久雄
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ヨウ化鉛蒸着を用いたplaner型FA1-xMAxPbI3太陽電池の作製2017

    • 著者名/発表者名
      山中貴晶、山下兼一
    • 学会等名
      日本材料学会 半導体エレクトロ二クス部門委員会 第2回研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 二次元型ペロブスカイトマイクロクリスタルの作製と光学特性評価2017

    • 著者名/発表者名
      張帥、山下兼一
    • 学会等名
      日本材料学会 半導体エレクトロ二クス部門委員会 第2回研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] TPCOナノワイヤ結晶の光励起レーザー発振2017

    • 著者名/発表者名
      鳥井一輝、樋口哲也、水野圭、阪東一毅、山下兼一、佐々木史雄、柳久雄
    • 学会等名
      第512回レーザー学会研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 有機色素共ドープ薄膜の発光特性2017

    • 著者名/発表者名
      東瀬陽太郎、藤井俊行、山下兼一、佐々木史雄
    • 学会等名
      第512回レーザー学会研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Photonics in Organic Crystal Microcavity2016

    • 著者名/発表者名
      K. Yamashita, T. Yamao, and S. Hotta
    • 学会等名
      EMN meeting on Organic Electronics and Photonics
    • 発表場所
      San Sebastian, Spain
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Photonics in Organic Crystal Microcavity2016

    • 著者名/発表者名
      K. Yamashita
    • 学会等名
      Organic Electronics and Photonics Meeting
    • 発表場所
      San Sebastian, Spain
    • 年月日
      2016-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 面内配向TPCO単結晶微小共振器における光子‐励起子相互作用の評価2015

    • 著者名/発表者名
      後藤要、山下兼一、山雄健史、堀田収、柳久雄、佐々木史雄
    • 学会等名
      第26回光物性研究会
    • 発表場所
      神戸大学、神戸市
    • 年月日
      2015-12-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 溶融成長TPCO結晶を用いたマイクロキャビティからのレーザー発振2015

    • 著者名/発表者名
      田中庸介、後藤要、山下兼一、山雄健史、堀田収、佐々木史雄、柳久雄
    • 学会等名
      第487回レーザー学会研究会「有機固体レーザー」
    • 発表場所
      早稲田大学、東京都
    • 年月日
      2015-12-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of Graded Index Profile in Self-Written Waveguide by UV Exposure Method2015

    • 著者名/発表者名
      R. Hirakawa and K. Yamashita
    • 学会等名
      IEEE CPMT Symposium Japan 2015
    • 発表場所
      京都リサーチパーク(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-11-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Emission Properties of Distributed-Feedback Plastic Waveguide Lasers Fabricated with Imprint Lithography2015

    • 著者名/発表者名
      M. Nakazumi and K. Yamashita
    • 学会等名
      20th Microoptics Conference
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2015-10-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Large optical gain characteristics and strong exciton-photon coupling in organic singlecrystal microcavity2015

    • 著者名/発表者名
      K. Yamashita
    • 学会等名
      Green Photonics Workshop on Exciton-Polaritons and Their Laser Applications
    • 発表場所
      奈良先端科学技術大学院大学、生駒市
    • 年月日
      2015-10-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] TPCO 微小共振器の反射特性による光子- 励起子相互作用の評価2015

    • 著者名/発表者名
      後藤要、山下兼一、山雄健史、堀田収、柳久雄、佐々木史雄
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場、名古屋市
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Dispersion characteristics of cavity polariton in an oligomer single crystal vertical microcavity2015

    • 著者名/発表者名
      K. Goto, K. Yamashita, H. Yanagi, F. Sasaki, T. Yamao, and S. Hotta
    • 学会等名
      European Conference on Molecular Electronics 2015
    • 発表場所
      Strasbourg, France
    • 年月日
      2015-09-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考]

    • URL

      http://www.cis.kit.ac.jp/~yamasita/Lab/toppage.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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