自己組織性量子井戸材料を用いた有機/無機ヘテロ構造共振器発光素子の構築とレーザ発振

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12650016
• 研究機関: 佐賀大学
• 研究代表者: 江良 正直 佐賀大学, 理工学部・機能物質化学科, 助教授 (30191927)
• キーワード: 層状ペロブスカイト / 自己組織性量子井戸 / 量子閉じ込め効果 / 励起子発光 / 電界発光 / 共振器構造 / レーザ発振 / Langmuir-Blodgett法

研究概要

本年度の研究において、以下の成果が得られた。
1.自己組織性量子井戸材料である鉛ハライド系層状ペロブスカイトを発光層とした素子において電界発光を得ることに成功した。発光色は臭化鉛系層状ペロブスカイトにおいて紫、ヨウ化鉛系層状ペロブスカイト化合物において緑であった。さらにペロブスカイト発光層を有機半導体からなる正孔輸送層と電子輸送層ではさんだ3層型有機/無機ヘテロ構造素子において、高効率の電界発光が得られることが示された。これより、この素子構造が電流注入によるレーザ発振を目指した基本的な素子構造のひとつになることが明らかとなった。
2.ヨウ化鉛系層状ペロブスカイトにおいて鉛原子が占めるカチオンサイトの一部をカルシウムやカドミウムにより一部置換することで、室温での励起子発光が著しく増大することが明らかとなった。カドミウムを20%混合した場合には励起子発光強度が3倍、カルシウムを20%混合した場合に5倍に増大した。これまで鉛ハライド系層状ペロブスカイトでは100K以下の低温でしか高効率発光が得られていなかったが、室温で高効率発光を得るための端緒が得られた。
3.鉛ハライド系層状ペロブスカイト量子井戸材料を薄膜化する新しい手法として、Langmuir-Blodgett法を用いる方法を見出した。この手法により分子レベルで構造を制御した有機/無機ヘテロ構造素子の作製が可能になると考えられる。さらにこの手法により層状ペロブスカイトを発光層としたフォトニック結晶の作製が可能であることを示した。この技術は新しいレーザ発振素子の開発に有用であると考えられる。

研究成果

• [文献書誌] Yumeko Komatsu,Naotaka Sakamoto,and Masanao Era: "Effect of cation-mixing on photoluminescence of PbI_2-based organic/inorganic perovskite thin films"Molecular Crystals and Liquid Crystals. (in press).
• [文献書誌] Masanao Era,and Akihiro Shimizu: "PbI-based layered perovskite organic-inorganic superlattice film by the Langmuir-Blodgett technique"Molecular Crystals and Liquid Crystals. (in press).
• [文献書誌] Masanao Era,and Takanori Yamada: "PbBr-based layered perovskite organic-inorganic superlattice with photochromic chromophore-linked ammonium molecules as an organic layer"Molecular Crystals and Liquid Crystals. (in press).
• [文献書誌] Masanao Era,and Shinya Oka: "PbBr-based layered perovskite film using the Langmuir-Blodgett technique"Thin Solid Films. 376(1-2). 232-235 (2000)
• [文献書誌] 仕幸英治,安藤康夫,江良正直,宮崎照宣: "有機アミン-3d遷移金属錯体の磁性と光学特性"応用磁気学会誌. 24. 491-494 (2000)
• [文献書誌] Masanao Era,Tetsuo Tsutsui,Kenji Takehara,Kazuaki Isomura,and Hiroshi Taniguchi: "Electroluminescent device with biphenylpyrazine derivative Eu salt LB film as a molecular-size emissive layer"Thin Solid Films. 363. 229-231 (2000)
• [文献書誌] Suzuki,H.and T.Okano: "A new freshwater crab of the genus Geothelphusa Stimpson,1858 (Crustacea : Decapoda : Brachyura : Potamidae) from Yakushima Island, southern Kyushu, Japan"Proceedings of the Biological Society of Washington. 113(1). 30-38 (2000)
• [文献書誌] Okarto,T.,H.Suzuki,and T.Miura: "Comparative biology of two Japanese freshwater crabs Geothelphusa exigua and G. dehaani (Decapoda, Brachyura, Potamidae)"Journal of Crustacean Biology. 20(2). 299-308 (2000)
• [文献書誌] Batang,Z.B.and H.Suzuki: "Gill structure and gill-cleaning mechanisms of the redclaw crayfish Cherax quadricarinatus (Decapoda, Astacidea, Parastacidae)"Journal of Crustacean Biology. 20(4). 699-714 (2000)
• [文献書誌] Okano.T.,H.Suzuki,Y.Hiwatashi,F.Nagoshi,and T.Miura: "Genetic differentiation among local populations of the Japanese freshwater crab Geothelphusa dehaani (Decapoda, Brachyura, Potamidae) from southern Kyushu. Japan."Journal of Crustacean Biology. 20(4). 759-768 (2000)
• [文献書誌] Baloch.W.A.,H.Suzuki,and Y.Onoue: "Occurrence of planktonic rotifer Filinia longiseta in southern Kyushu, Japan"Pakistan J.Zool.. 32(3). 279-281 (2000)
• [文献書誌] 五十嵐勉: "人間活動と環境変化"古今書院(印刷中).