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電流注入型有機半導体レーザーの特性解明と高度化

研究課題

研究課題/領域番号 18H01852
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分29010:応用物性関連
研究機関東北大学

研究代表者

下谷 秀和  東北大学, 理学研究科, 准教授 (60418613)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2019年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2018年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワード有機半導体 / 有機エレクトロニクス / 電界効果トランジスタ / 有機半導体レーザー / DFB / レーザー / 電界効果トランジスタ― / 有機電界効果トランジスタ
研究成果の概要

電流注入型有機半導体レーザーの特性解明のために,電流注入型有機半導体レーザーで用いられる分布帰還形共振器での発振条件に関して,従来考えられていた同じモード間の結合によるストップバンド端での発振だけでなく,異なるモード間の結合によるミニストップバンド端でも発振することを明らかにした.
また,有機半導体単結晶を用いた発光電界効果トランジスタの電荷輸送機能と発光機能を異なる材料に分離させた新規構造を開発し,動作の実証を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

分布帰還型共振器を用いた有機半導体レーザーの発光波長は共振器の周期だけでなく,有機半導体の厚さにも依存することが知られていたが,その発光波長が計算されたストップバンドで良く説明できるものだけではなく,全く説明できない実験結果も存在した.本研究により,それがミニストップバンドを用いて説明できることが明らかになり,有機半導体レーザーの発光特性の解明に大きく貢献し,発振波長をよりよく制御できるようになった.
また,本研究で新しく開発した素子構造は,電荷輸送と発光効率がともに高い有機半導体の開発が難しいという問題点を,これらの機能を別々の物質に担わせることにより克服する新しいアプローチをもたらした.

報告書

(4件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2021 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 5件)

  • [国際共同研究] IISER Tirupati(インド)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Laser oscillation of an organic distributed-feedback laser at the edge of a mini stopband2021

    • 著者名/発表者名
      Taiki Miura, Thangavel Kanagasekaran, Hidekazu Shimotani, and Katsumi Tanigaki
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 14 号: 5 ページ: 052007-052007

    • DOI

      10.35848/1882-0786/abfb88

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Separation in the Roles of Carrier Transport and Light Emission in Light-Emitting Organic Transistors with a Bilayer Configuration2019

    • 著者名/発表者名
      Hui Shang, Hidekazu Shimotani,Thangavel Kanagasekaran, Katsumi Tanigaki
    • 雑誌名

      ACS Appl. Mater. Interfaces

      巻: 11 号: 22 ページ: 20200-20204

    • DOI

      10.1021/acsami.9b02298

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 不活性ガス中での有機素子作製および測定2018

    • 著者名/発表者名
      下谷 秀和
    • 雑誌名

      金属

      巻: 88 ページ: 10-14

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 電流注入型有機半導体レーザーの開発2021

    • 著者名/発表者名
      下谷秀和
    • 学会等名
      第38回無機・分析化学コロキウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機単結晶DFBレーザー2019

    • 著者名/発表者名
      下谷 秀和
    • 学会等名
      分子研研究会「量子位相自由度を用いた新たな機能性分子システムの開拓」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機半導体レーザーの開発2019

    • 著者名/発表者名
      下谷 秀和
    • 学会等名
      第4回固体化学フォーラム研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 電流励起有機半導体レーザー2019

    • 著者名/発表者名
      下谷 秀和,サンガベル カナガセカラン,小貫 駿,三浦 大輝,谷垣 勝己
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 電流注入型有機半導体DFBレーザー2019

    • 著者名/発表者名
      下谷 秀和,カナガセカラン サンガベル,小貫 駿,三浦 大輝,谷垣 勝己
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] FET構造による電流注入型有機半導体DFBレーザー2019

    • 著者名/発表者名
      下谷 秀和,カナガセカラン サンガベル,小貫 駿,三浦 大輝,谷垣 勝己
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] FET構造による有機半導体レーザー2018

    • 著者名/発表者名
      下谷 秀和
    • 学会等名
      第1回産学連携国際シンポジウム「物性物理学の発展と社会への展開」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 電流励起と光励起有機半導体レーザーの比較2018

    • 著者名/発表者名
      下谷 秀和、カナガセカラン サンガベル、小貫 駿、三浦 大輝、谷垣 勝己
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 有機FETへの高密度電流注入とレーザー発振2018

    • 著者名/発表者名
      下谷 秀和
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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