2022 年度研究成果報告書

分子ドープ単結晶有機発光層を用いる有機無機ハイブリッド光デバイスの開発

研究課題

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研究課題/領域番号	19K22147
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
審査区分	中区分30:応用物理工学およびその関連分野
研究機関	上智大学
研究代表者	菊池昭彦上智大学, 理工学部, 教授 (90266073)
研究期間 (年度)	2019-06-28 – 2023-03-31
キーワード	有機単結晶 / 結晶成長 / 分子ドーピング / 光デバイス / 有機無機複合デバイス / 静電塗布 / 窒化物半導体 / ナノ光構造
研究成果の概要	本研究では、分子ドープした有機半導体単結晶と無機半導体によるハイブリッド光デバイス技術の開発を目指し (1) 静電塗布と低蒸気圧薄膜を用いる板状有機単結晶の面内ドーピング制御技術の開発、(2) 有機単結晶への共ドーピングと発光増強現象におけるエネルギー移動機構の理解、(3) マイクロギャップ昇華法による有機(BP3T)/無機(GaN)複合型LEDの作製、(4) 単結晶および非晶質有機半導体の誘導放出特性と光劣化特性、(5) 有機無機ハイブリッドペロブスカイト単結晶アレイの作製、(6) 有機無機複合型ナノ構造集積光デバイス基盤技術の開発、などの成果を得て有機単結晶デバイスの可能性を示した。
自由記述の分野	工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究により、デバイス応用に適した薄板状有機単結晶の成長や分子ドーピングに適用可能な新しい結晶成長技術が複数提案され、分子ドーピングの面内プロファイル制御や、アシストドーパントによる発光増強効果、有機単結晶が非晶質膜に比べASE閾値や光劣化耐性に優れることなどの実証を行い、有機単結晶と分子ドーピングに関する多様な新しい知見を得たことに大きな学術的意義を有する。また、有機半導体単結晶と分子ドーピング技術、無機半導体ナノ構造を組み合せた新しい高機能性光デバイスの可能性を示したことに社会的意義を有するといえる。