光学活性分子を用いた有機無機ぺロブスカイトの円偏光発光特性制御

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20K05271
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分28030:ナノ材料科学関連
• 研究機関: 上智大学
• 研究代表者: 竹岡 裕子 上智大学, 理工学部, 教授 (50338430)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: ペロブスカイト / 発光材料 / 円偏光

研究成果の概要

我々は、有機アンモニウムとハロゲン化金属から得られる有機－無機ぺロブスカイト化合物の有機部に光学活性基を導入する手法により、CPLを発現させることを目的とした。光学活性アミン数種の検討により、CD強度が強くなるアミン構造を選択した。
次にナノクリスタルの合成法を確立した。得られたナノクリスタルは単色性の高い高発光性であることが分かった。経時的に安定であり、発光性が維持された。発光波長はハロゲン種により、円偏光発光が得られることがわかり、R体、S体で円偏光発光の反転も確認できた。これにより、ペロブスカイト化合物の量子閉じ込めに由来する強い発光性がCPLの発現に有効であることが明らかとなった。

自由記述の分野

Material Science

研究成果の学術的意義や社会的意義

円偏光特性を示す発光材料は近年注目を集めている。一般光には右と左回転の二種類の円偏光発光(CPL)が混在している。片方の円偏光のみからなる発光を得ることができれば、三次元ディス現状では十分なCPLを示す材料は限られている。本研究では太陽電池への応用で注目を集める有機無機ペロブスカイト化合物の高い発光性に着目し、この有機層に光学活性な分子を導入することで円偏光発光性をもたせ、さらにこれをナノ粒子化することで発光強度の向上を行った。光学活性基の種類を変化させることで円偏光特性の大きさと、円偏光発光の反転が可能とななった。さらなるデバイス研究により、CPL光源への利用が期待される。