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2019 年度 実施状況報告書

自己組織性有機無機量子井戸を用いたキャビティポラリトンデバイス

研究課題

研究課題/領域番号 18K04927
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, 准教授 (30191927)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
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
研究実績の概要

キャビティポラリトンデバイス実現のための、有機無機層状ペロブスカイト薄膜の作製法ととして、スクイーズドアウト法を確立した。この手法をもちいることで光学的に高品質(表面粗さが数nm)であり、単分子膜レベルで構造制御できるキャビティポラリトンデバイスの作製が可能となった。この手法を用い作製したキャビティポラリトンデバイスにおいて、100meV以上のラビ分裂を確認した。引き続き、このデバイスにおいてボーズアインシュタイン凝縮の確認と、キャビティポラリトンデバイスの中でも、無閾値レーザの実現に向けて研究を遂行していく。
また、アントラセン発色団を有機層に導入した有機無機ペロブスカイトの作製に成功した。ここではかさ高いアントラセン発色団を有機層に導入するための新しい手法として分子混合法を見出した。アントラセン発色団を導入した有機無機ペロブスカイトに関し詳細な光学特性を検討した結果、フレンケル励起子とワニエ励起子とが結合したハイブリッド励起子系の実現の端緒を得た。この系については、ハイブリッド励起子系特有の光学特性について検討していく予定である。
有機無機ペロブスカイトの発光デバイスへの応用に関しては、高効率化のための発光機構解明が必要とされているが、極低温下での発光特性の評価などにより、表面欠陥がその発光効率に大きな影響を与えているなど、その機構の解明に関する端緒を得た。これを基礎により高効率な発光材料の開発を目指す。

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

おおむね予定通りキャビティポラリトンデバイスの構築は進んでいる。加えて、アントラセン発色団を導入した有機無機ペロブスカイトの作製にも成功し、ハイブリッド励起子系という新しい量子井戸材料への展開も見えてきている。

今後の研究の推進方策

キャビティポラリトンデバイスに関しては、作製法が確立しているので、ボーズアインシュタイン凝縮の確認および無閾値レーザの実現を目指して研究を遂行する。ハイブリッド励起子系に関しては、基礎的な光学特性を評価し、今後の新しい展開について模索する。

次年度使用額が生じた理由

本年度予定していた蒸着装置の改修が業者の都合でキャンセルしてしまったため。加えて、予定した海外渡航を取りやめたため差額が生じた。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Squeezed-Out Technique To Prepare High-Quality PbBr-Based Layered Perovskite Langmuir?Blodgett Films Applicable to Cavity Polariton Devices2019

    • 著者名/発表者名
      Era Masanao、Takada Noriyuki
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 35 ページ: 12224~12228

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.9b00473

    • 査読あり
  • [学会発表] アントラセン発色団を有機層に導入した臭化鉛系層状ペロブスカイト量子井戸の発光特性2020

    • 著者名/発表者名
      江良正直、土井雅斗
    • 学会等名
      2020 第67回 応用物理学会 春季学術講演会
  • [学会発表] 分子混合法による発色団を有機層に導入した臭化鉛系層状ペロブスカイト量子井戸の層構造2020

    • 著者名/発表者名
      江良正直
    • 学会等名
      2020 第67回 応用物理学会 春季学術講演会
  • [学会発表] Enhancement Effect of photoluminescence in PbBr-based perovskite by partial replacement with divalent cations.2019

    • 著者名/発表者名
      Masanao Era and Ryota Takeichi
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics
    • 国際学会
  • [学会発表] Fundamental Electronic Properties of perylene derivatives as n-type organic semiconductor2019

    • 著者名/発表者名
      Masanao Era and Syusei Kanae
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics
    • 国際学会
  • [学会発表] アントラセン発色団を有機層に導入した臭化鉛系層状ペロブスカイト有機無機量子井戸薄膜2019

    • 著者名/発表者名
      江良正直、土井雅斗
    • 学会等名
      2019 第80回 応用物理学会 秋季学術講演会
  • [学会発表] 固相反応により作製したハロゲン化鉛系ペロブスカイトの光学特性2019

    • 著者名/発表者名
      江良正直
    • 学会等名
      2019 第80回 応用物理学会 秋季学術講演会
  • [学会発表] 有機無機ペロブスカイト自己組織性量子井戸の光・電子物性2019

    • 著者名/発表者名
      江良正直
    • 学会等名
      第123回日本画像学会
    • 招待講演
  • [学会発表] ハロゲン化鉛系ペロブスカイトの基礎光物性と 光学デバイスへの応用2019

    • 著者名/発表者名
      江良正直
    • 学会等名
      近畿化学協会令和元年第一回研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 臭化鉛系ペロブスカイト薄膜の発光特性2019

    • 著者名/発表者名
      竹市凌平、江良正直
    • 学会等名
      2019年度応用物理学会九州支部学術講演会
  • [学会発表] 分子混合法によりアントラセン発色団を導入した臭化鉛系層状ペロブスカイト量子井戸薄膜の構造と光学特性2019

    • 著者名/発表者名
      土井雅斗、江良正直
    • 学会等名
      2019年度応用物理学会九州支部学術講演会
  • [学会発表] スクイズアウト法による臭化鉛系層状ペロブスカイト量子井戸LB膜の作製とキャビティポラリトンデバイスへの応用2019

    • 著者名/発表者名
      國吉功真、江良正直
    • 学会等名
      2019年度応用物理学会九州支部学術講演会

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公開日: 2021-01-27  

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