研究課題
2022年度は、引き続き有機分子を利用した励起子ポテンシャルの形成による緩和過程の制御と微小共振器を利用した量子電気力学効果による発光緩和の制御に取り組んだほか、二次元材料とのヘテロ構造を用いた励起手法を実証し、また、電界効果素子による励起子生成手法の開発にも着手した。有機分子を利用した励起子ポテンシャルの形成については、ヨードベンゼンの蒸気を用いた光化学反応により、合成直後の清浄な架橋カーボンナノチューブを分子修飾する手法を開発した。この手法により、従来の溶液中での反応が困難であった架橋カーボンナノチューブに有機発光中心を導入することが可能となった。微小共振器による量子電気力学効果を利用した発光緩和の制御では、架橋カーボンナノチューブの明るい励起子について、発光量子効率を求めることに成功した。発光量子効率は励起子の発光緩和と非発光緩和の割合で決まるため、発光緩和を選択的に増強するフォトニック結晶微小共振器と結合し、時間領域とスペクトル領域双方において発光増強量を測定することで発光量子効率が100%に近いことを明らかにした。二次元材料とのヘテロ構造については、本研究で開発したアントラセン媒介転写法により架橋カーボンナノチューブとセレン化タングステンの異次元ヘテロ構造を作製して調査した。フォトルミネッセンス測定や励起分光により励起子移動が起きていることを明らかにし、さらに、系統的にカーボンナノチューブのバンドエネルギーを変化させたヘテロ構造を調査したところ、バンドエネルギーの不連続性と相対的な配置が判明したほか、バンドエネルギーが一致した際には共鳴的に励起子移動が起きることを見出した。電界効果素子による励起子生成手法の開発では、分割ゲートを有するデバイスを作製し、励起子をゲート電圧のみによって生成する手法の検証実験に着手した。
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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