架橋カーボン／無機ハイブリッド電子注入層を用いた有機レーザーの高寿命化・高効率化

• 研究課題/領域番号: 18K14090
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分28030:ナノ材料科学関連
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 稲田 雄飛 京都工芸繊維大学, 材料化学系, 助教 (90770941)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 有機 / レーザー / カーボン / ハイブリッド / 電流注入

研究成果の概要

本研究では、有機半導体結晶を発光層に用いた電流注入型レーザートランジスタの電極耐久性および電子注入効率の改善を目標に、架橋カーボン／無機ハイブリッド材料を用いた新たな電子注入層の開発を行った。主な結果は下記の2点である。
①　可視レーザー照射によって架橋したフラーレン層を無機電極と有機半導体結晶の間に挿入することにより、電極の耐電圧を向上させた。
②　電子の輸送に焦点を置いた実験を行い、有機半導体層中の不純物が電子の輸送を阻害している可能性を示唆する結果を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、長年の努力の末に実現されて間もない電流注入型有機半導体レーザーの実用化に寄与するものである。本研究の主な成果は、電極にナノカーボン材料を複合することで、有機半導体結晶を発光層に用いたトランジスタの電極の耐電圧を向上させたことである。電流注入型有機半導体レーザーは、有機分子の設計次第で多様な発光色が得られることに加え、電流注入駆動方式によってデバイスを小型化できる点に特徴があり、実用化を目指した研究が始動している。このようなレーザーデバイスの開発は、光化学・光物理などの学術分野だけでなく、多分野にわたる産業への応用に直結しており、本研究が進展すれば、学術的・社会的ともに意義は大きい。