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鉛ペロブスカイト量子ドットの原子レベルでの構造制御と発光特性

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ0994
補助金の研究課題番号 22J15607 (2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2022)
応募区分国内
審査区分 小区分34010:無機・錯体化学関連
研究機関東京大学

研究代表者

シュヴァリエ オリビエ  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2023年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2022年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードPerovskite / Nanoclusters / Quantum dots / Quasi-melting / TEM / Nanocluster / Blue LED
研究開始時の研究の概要

In this project, we investigate the effect of size confinement and atomic agitation on the properties of perovskite nanocrystals by synthesizing size-controlled sub-2.5 nm clusters of various sizes.

研究実績の概要

In this year, I successfully synthesized sub-2 nm lead halide perovskite nanocrystals with precise size control. I studied the size-dependence of the clusters' properties and demonstrated how the smallest clusters showed increased vibrations and increased disorder, which in turn lead to decreased optical properties. Specifically, the fluorescence quantum yield and fluorescence lifetimes sharply decreased when reducing the size from 2.4 nm to 1.2 nm. In line with quantum confinement effects, the wavelength was also shown to decrease sharply. By using transmission electron microscopy imaging with atomic resolution and a 3 ms temporal resolution, I showed that the increased disorder in smaller clusters was consistent with quick quasi-melting transitions accessible at room temperature. I demonstrated how the internal structure of the clusters, with crystallographic defects such as twinning stabilized the clusters and increased their melting point. Similarly, caesium-based structures also showed an increased melting point and increased structural rigidity, compared to methylammonium-based clusters, in line with their heightened stability. Future plans involve expanding this study to larger (10 nm) perovskite nanocrystals and investigate the temperature dependence of the quasi-melting equilibrium.

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Precision Synthesis and Atomistic Analysis of Deep-Blue Cubic Quantum Dots Made via Self-Organization2022

    • 著者名/発表者名
      Chevalier Olivier J. G. L.、Nakamuro Takayuki、Sato Wataru、Miyashita Satoru、Chiba Takayuki、Kido Junji、Shang Rui、Nakamura Eiichi
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 144 号: 46 ページ: 21146-21156

    • DOI

      10.1021/jacs.2c08227

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Between molecules and nanocrystals: synthesis and properties of perovskite nanoclusters2023

    • 著者名/発表者名
      O. Chevalier, T. Nakamuro, N. Yoshikawa, R. Shimano, R. Shang and E. Nakamura
    • 学会等名
      103rd Chemical Society of Japan annual meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Citric Acid enabled synthesis of ultrasmall lead perovskite clusters2023

    • 著者名/発表者名
      O. Chevalier, T. Nakamuro, N. Yoshikawa, R. Shang, R. Shimano and E. Nakamura
    • 学会等名
      28th French-Japanese Symposium on Medicinal and Fine Chemistry
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Between molecules and nanocrystals: synthesis and properties of perovskite nanoclusters2023

    • 著者名/発表者名
      O. Chevalier, T. Nakamuro, N. Yoshikawa, R. Shimano, R. Shang and E.
    • 学会等名
      103rd Chemical Society of Japan annual meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Polycarboxylates as synthetic tools for small and efficient perovskite quantum dots2022

    • 著者名/発表者名
      O. Chevalier, T. Nakamuro, R. Shang and E. Nakamura
    • 学会等名
      ACS San Diego Spring 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Atomic precision synthesis and characterization of perovskite quantum dots for blue light emitting diodes2022

    • 著者名/発表者名
      O. Chevalier, T. Nakamuro, R. Shang and E. Nakamura
    • 学会等名
      102nd Chemical Society of Japan annual meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Precision synthesis and atomistic analysis of deep-blue cubic quantum dots made via self-organization2022

    • 著者名/発表者名
      O. Chevalier, T. Nakamuro, S. Wataru, S. Miyashita, T. Chiba, J. Kido, R. Shang and E. Nakamura
    • 学会等名
      12th CSJ Chemistry Festa
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-28   更新日: 2024-12-25  

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