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高出力照明のための高熱伝導率微細構造を有するペロブスカイト複合材料の設計と開発

研究課題

研究課題/領域番号 20F40051
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
審査区分 小区分26020:無機材料および物性関連
研究機関京都大学

研究代表者

田部 勢津久  京都大学, 人間・環境学研究科, 教授 (20222119)

研究分担者 ZHENG RUILIN  京都大学, 人間・環境学研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2020-11-13 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2022年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2021年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2020年度: 200千円 (直接経費: 200千円)
キーワードペロブスカイト / 結晶化ガラス / 量子ドット / ハロゲン化物 / 波長シフト / 相転移 / 蛍光
研究開始時の研究の概要

近年,ペロブスカイト構造のCsPbX3組成(Xはハロゲン)の蛍光体が,高い量子効率とその発光線幅の狭さからカラーディスプレイバックライト用蛍光体として注目を集めている.しかし耐熱性や化学的耐久性では酸化物材料に比べ劣るのが現状である.ダイオードからの発熱で蛍光体温度が200℃近くにまで上がると,蛍光体量子効率の温度消光,効率低下が問題となる.本研究では高熱伝導率酸化物ガラス中に複数のペロブスカイト蛍光体結晶を分散させることにより,複合材部分の放熱性を向上させ,発光デバイスの温度安定性と化学的耐久性を高める事を目指す.

研究実績の概要

Mixed-halide perovskites have attracted great attention in applications of lighting and photovoltaic devices due to their excellent properties. Understanding the phase segregation mechanism of mixed-halide perovskite has significance for suppressing the performance degradation of optoelectronic devices. Herein, we investigate the mixed-halide perovskite nanocrystals (NCs) in isolation from the external factors (oxygen, moisture, and pressure) using glass encapsulation, which shows excellent photostability against phase segregation. By monitoring the structural evolution of the NCs in glass matrices, the coexisting phase segregation and amorphization of mixed-halide perovskites are observed in real-time. The results show that thermal-induced local temperature increase plays a dominant role in the phase segregation of mixed-halide perovskite NCs. The recovery process is driven by the spontaneous crystallization of the amorphous mixed-halide phase. The clarified dynamic equilibrium process between the compositional segregation (mixing) and structural disorder (order) gives us a better insight into the reversible phase segregation mechanism of mixed-halide perovskite.

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Reversible Phase Segregation and Amorphization of Mixed-Halide Perovskite Nanocrystals in Glass Matrices2022

    • 著者名/発表者名
      R. Zheng, J. Ueda, K. Shinozaki, S. Tanabe
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Lett.

      巻: 13 号: 33 ページ: 7809-7815

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.2c02261

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of glass composition on luminescence and structure of CsPbBr3 quantum dots in an amorphous matrix2022

    • 著者名/発表者名
      R. Zheng, J. Ueda, K. Shinozaki, S. Tanabe
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 15 号: 5 ページ: 1678-1678

    • DOI

      10.3390/ma15051678

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Self-straining nanocrystals strategy: temperature and pressure co-induced phase transitions of CsPbBr3 in amorphous matrices"2022

    • 著者名/発表者名
      R. Zheng, J. Ueda, J. Li, K. Shinozaki, Z. Fan, S. Horike, S. Tanabe
    • 雑誌名

      Advanced Optical Materials

      巻: 10 号: 15 ページ: 2200818-2200818

    • DOI

      10.1002/adom.202200818

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] In Situ Growth Mechanism of CsPbX3 (X = Cl, Br, and I) Quantum Dots in an Amorphous Oxide Matrix2022

    • 著者名/発表者名
      R. Zheng, J. Ueda, K. Shinozaki, S. Tanabe,
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 34 号: 4 ページ: 1599-1610

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.1c03522

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Formation and structural evolution of halide perovskite nanocrystals in glass matrices2022

    • 著者名/発表者名
      R. Zheng, J. Ueda, K. Shinozaki, S. Tanabe,
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第35回秋季シンポジウム (徳島, 9/14-16, 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ガラスマトリックス中におけるハロゲン化物ペロブスカイトの秩序無秩序構造変化の新知見2022

    • 著者名/発表者名
      鄭 鋭林, 上田 純平, ○田部 勢津久
    • 学会等名
      第63回ガラスおよびフォトニクス材料討論会 (東京, 12/6-7, 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] In-situ growth mechanism of halide perovskite QDs in oxide glass matrix2021

    • 著者名/発表者名
      R. Zheng, J. Ueda, K. Shinozaki, S. Tanabe,
    • 学会等名
      第62回ガラスおよびフォトニクス材料討論会・第17回ガラス技術シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 光と物質の量子相互作用ハンドブック(分担執筆:荒川 泰彦編)2023

    • 著者名/発表者名
      田部 勢津久,上田純平
    • 総ページ数
      992
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860438265
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] Welcome to the Glass Age (分担執筆:Chap.5. Glass in Information and Communication Technologies (ICT) and Photonics"2022

    • 著者名/発表者名
      G. C. Righini, S. Tanabe, J. Ballato,
    • 総ページ数
      220
    • 出版者
      CSIC
    • ISBN
      9788400109318
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 田部研究室HP

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 田部研究室HP

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2020-11-16   更新日: 2024-03-26  

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