| 研究課題/領域番号 |
18K04927
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| 研究機関 | 佐賀大学 |
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研究代表者 |
江良 正直 佐賀大学, 理工学部, 准教授 (30191927)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | ハロゲン化鉛系ペロブスカイト / キャビティポラリトン / ハイブリッド励起子 / 有機・無機量子井戸 / Langmuir-Blodgett法 / レーザー / 発光デバイス |
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| 研究実績の概要 |
1, Squeezed out法による層状ペロブスカイト薄膜を用いたキャビティポラリトンデバイスの設計を光学シミュレーションにより行い、室温でも安定なキャビティポラリトンが形成できることを確認した。現在、この結果に基づきデバイスの作製を行っている。
2, より光学的に均質な層状ペロブスカイトLB膜を作製する方法を見出した。具体的には、水槽中に過剰のハロゲンイオンを添加することにより、累積時にペロブスカイト構造形成に相平衡をずらすことにより、通常の垂直浸漬法で簡単に層状ペロブスカイト薄膜を作製できることを明らかとした。
3, 臭化鉛系ペロブスカイト薄膜において、鉛の一部をストロンチウムで置換することによりその発光強度が大幅に増大することを発見した。さらに、過剰に有機アンモニウムハライドを加える（化学量論比で2倍）ことで、さらに発光効率が高く、またこれまで問題となっていた水分による劣化をも防げることを明らかにした。これにより、発光デバイスへの応用の可能性が示された。
4, アントラセン発色団を有する有機アミンを用いることで、その層状ペロブスカイトにおいてハイブリッド励起子を構築できる可能性を示した。臭化鉛系層状ペロブスカイトの有機層にアントラセン発色団を導入することにより、アントラセン発色団のバンド幅の狭い吸収と臭化鉛系層状ペロブスカイトの励起子吸収バンドが正確に重なることがわかった。これまで、有機発色団のバンド幅の広さがハイブリッド励起子形成の問題となっていたが、アントラセン発色団は例外的にバンド幅が狭い。これにより、ハイブリッド励起子形成条件を満たした層状ペロブスカイト量子井戸の作製が可能であることが示された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
予定していた、キャビティポラリトンデバイスの設計は終わり、後は作製とその評価が残されているだけある。加えて、より高性能のキャビティポラリトンデバイスが構築可能なLB膜作製法を見出している。
発光デバイス関係では、臭化鉛系ペロブスカイトにおいて鉛をストロンチウムで一部置換することにより高効率発光が得られることを見出した。これにより、発光デバイス応用の可能性が高まった。これから有機半導体と組み合わせたデバイス作製・評価を行う予定である。
また、新しい展開としてアントラセン発色団を導入した層状ペロブスカイトにおいてハイブリッド励起子形成の可能性が示された。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の計画通り、LB法や共蒸着法により層状ペロブスカイトを用いたキャビティポラリトンデバイス作製及び評価を行い、そのキャビティポラリトンデバイス応用、特に無閾値レーザーへの応用の可能性を示す。
発光デバイスに関しては、本年度見出したストロンチウム置換を用いた発光増強効果を利用し、有機半導体と組み合わせた発光デバイスの作製・評価を行い、発光デバイスへの応用の可能性を示す。
また、ハイブリッド励起子系に関しては、より適切な分子設計を行い、ハイブリッド励起子生成の確認を行い、その光学デバイス応用への可能性を探索する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度計上していた海外渡航旅費を使用しなかったため、次年度使用額が生じた。この差額は、次年度に研究成果発表および情報収集のための海外渡航旅費に使用する。
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