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2022 年度 実施状況報告書

Printed Organic Laserへの挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 22K19059
研究機関名古屋大学

研究代表者

竹延 大志  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70343035)

研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2025-03-31
キーワード有機材料 / レーザー / 印刷
研究実績の概要

本研究は、有機材料の溶解性を最大限に活かし、溶液法を用いたレーザー素子作製に挑戦している。より具体的には、本研究は、有機材料の溶解性を最大限に活かし、溶液法を用いたレーザー素子作製を実現する。有機ELは、電子/正孔注入層・電子/正孔輸送層・発光層からなる多層構造の最適化により電荷輸送と発光効率を最大化し、実用化を実現した。一方、精密な多層構造はレーザー素子に不可欠な共振器構造の導入を難しくし、本構造を用いたレーザー素子の溶液法による作製は前例がない。よって、溶液法によるレーザー素子実現には (i) 溶解性のレーザー媒質を用いて、(ii) 共振器構造が導入可能 かつ (iii) 電流による反転分布が実現可能な発光素子が必要である。そこで、本研究では電気化学発光セル(Light-Emitting Electrochemical Cell, LEC)に着目した。LECは溶液法により製膜可能なレーザー媒質高分子と電解質の混合膜と二端子電極のみを必要とし、電圧により再配列したイオンが自発的にp/nドープ層を形成するため素子構造の自由度が高く共振器構造の導入が容易である。我々は、既にレーザー媒質の発光性高分子を用いたLEC作製と光励起レーザー発振に成功しており、上記 (i) は解決済みである。今年度は、(ii) に関して、回折格子を用いた分布帰還型(Distributed Feedback, DFB)レーザーの基盤となる回折格子の作製および回折格子上でのLEC作製に着手し、発光の観測に成功した。加えて、電解質を用いたp/n接合作製技術を様々な材料に適用し、ドーピングや発光観察に成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

2022年度の目標であった、回折格子を用いた分布帰還型(Distributed Feedback, DFB)レーザーの基盤となる回折格子の作製および回折格子上でのLEC作製に着手し、発光の観測に成功した。加えて、予定を前倒しして、電解質を用いたp/n接合作製技術を様々な材料に適用し、ドーピングや発光観察に成功した。

今後の研究の推進方策

回折格子を用いた分布帰還型(Distributed Feedback, DFB)レーザーの基盤となる回折格子の作製および回折格子上でのLECを更にブラッシュアップしつつ、前倒しにて着手している電解質を用いたp/n接合作製技術を様々な材料に適用し、ドーピングや発光観察などを、引き続き推進する。加えて、パルス電圧印加による、1 kA/cm2を超える大電流密度の実現に着手する。

次年度使用額が生じた理由

事前の計画以上に研究が順調に推進され、既存の装置のみで十分な成果が得られた。来年度は、パルス電圧印加による、1 kA/cm2を超える大電流密度の実現に着手する予定であり、その際に必要となるパルス電源および冷却装置にこれらの予算をあてる。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 9件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] POSTECH(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      POSTECH
  • [国際共同研究] QUT(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      QUT
  • [国際共同研究] 台湾・National Cheng Kung University/台湾・National Taiwan University/台湾・National Applied Research Lab(その他の国・地域)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      台湾・National Cheng Kung University/台湾・National Taiwan University/台湾・National Applied Research Lab
  • [国際共同研究] NUS(シンガポール)

    • 国名
      シンガポール
    • 外国機関名
      NUS
  • [雑誌論文] Ion-gel-based light-emitting devices using transition metal dichalcogenides and hexagonal boron nitride heterostructures2023

    • 著者名/発表者名
      Ou Hao、Oi Koshi、Usami Rei、Endo Takahiko、Miyata Yasumitsu、Pu Jiang、Takenobu Taishi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 62 ページ: SC1026~SC1026

    • DOI

      10.35848/1347-4065/acaeb2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vapor-Phase Indium Intercalation in van der Waals Nanofibers of Atomically Thin W6Te6 Wires2023

    • 著者名/発表者名
      Natsui Ryusuke、Shimizu Hiroshi、Nakanishi Yusuke、Liu Zheng、Shimamura Akito、Hung Nguyen Tuan、Lin Yung-Chang、Endo Takahiko、Pu Jiang、Kikuchi Iori、Takenobu Taishi、Okada Susumu、Suenaga Kazu、Saito Riichiro、Miyata Yasumitsu
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 17 ページ: 5561~5569

    • DOI

      10.1021/acsnano.2c10997

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Continuous Color‐Tunable Light‐Emitting Devices Based on Compositionally Graded Monolayer Transition Metal Dichalcogenide Alloys2022

    • 著者名/発表者名
      Pu Jiang、Ou Hao、Yamada Tomoyuki、Wada Naoki、Naito Hibiki、Ogura Hiroto、Endo Takahiko、Liu Zheng、Irisawa Toshifumi、Yanagi Kazuhiro、Nakanishi Yusuke、Gao Yanlin、Maruyama Mina、Okada Susumu、Shinokita Keisuke、Matsuda Kazunari、Miyata Yasumitsu、Takenobu Taishi
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: 34 ページ: 2203250~2203250

    • DOI

      10.1002/adma.202203250

    • 査読あり
  • [学会発表] 有機高分子材料における階層性と金属伝導2023

    • 著者名/発表者名
      竹延 大志
    • 学会等名
      2023年第70回応用物理学会 春季学術講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] Circularly Polarized Electroluminescence Induced by Strain Effect2022

    • 著者名/発表者名
      Taishi Takenobu
    • 学会等名
      ISPSA 2022(The 20th International Symposium on the Physics of Semiconductors and Applications)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Functional light-emitting devices based on heterostructures of 2D materials2022

    • 著者名/発表者名
      Taishi Takenobu
    • 学会等名
      RPGR2022(The 13th Recent Progress in Graphene and Two-dimensional Materials Research Conference)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Thermoelectric Properties of van der Waals Materials2022

    • 著者名/発表者名
      Taishi Takenobu
    • 学会等名
      ICFMS2022(6th International Conference on Functional Materials Science 2022)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Efficient and Chiral Electroluminescence from In-Plane Heterostructure of Transition Metal Dichalcogenide Monolayers2022

    • 著者名/発表者名
      Jiang Pu, Naoki Wada, Yuhei Takaguchi, Wenjin Zhang, Zheng Liu, Takahiko Endo, Toshifumi Irisawa, Kazunari Matsuda, Yuhei Miyauchi, Yasumitsu Miyata, Taishi Takenobu
    • 学会等名
      SSDM2022(2022 International Conference on Solid State Devices and Materials)
    • 国際学会
  • [学会発表] Continuous Color-Tunable Light-Emitting Devices Based on Compositionally Graded Monolayer Transition Metal Dichalcogenide Alloys2022

    • 著者名/発表者名
      Hao Ou, Jiang Pu, Tomoyuki Yamada, Naoki Wada, Hibiki Naito, Zheng Liu, Toshifumi Irisawa, Yusuke Nakanishi, Yasumitsu Miyata, Taishi Takenobu
    • 学会等名
      SSDM2022(2022 International Conference on Solid State Devices and Materials)
    • 国際学会
  • [学会発表] Signature of carrier delocalization in electrochemically doped conducting polymer DPPT-TT with electrolyte-gated transistor2022

    • 著者名/発表者名
      Hisaaki Tanaka, Ryotaro Yamatoko, Shun-ichiro Ito, Taishi Takenobu
    • 学会等名
      SSDM 2022 (2022 International Conference on Solid State Devices and Materials)
    • 国際学会
  • [学会発表] Electric double layer doping in WSe2/WS2 van der Waals heterostructure2022

    • 著者名/発表者名
      Rei Usami, Koshi Oi, Motoki Matsuno, Takahiko Endo, Yasumitsu Miyata, Jiang Pu, Taishi Takenobu
    • 学会等名
      MNC2022(35th International Microprocesses and Nanotechnology Conference)
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficient and Chiral Electroluminescence from In-Plane Heterostructure of Transition Metal Dichalcogenide Monolayers2022

    • 著者名/発表者名
      Jiang Pu, Naoki Wada, Yuhei Takaguchi, Wenjin Zhang, Takahiko Endo, Zheng Liu, Toshifumi Irisawa, Kazunari Matsuda, Yuhei Miyauchi, Yasumitsu Miyata, Taishi Takenobu
    • 学会等名
      RPGR2022(The 13th Recent Progress in Graphene and Two-dimensional Materials Research Conference)
    • 国際学会
  • [学会発表] EL Emission in van der Waals Heterostructures2022

    • 著者名/発表者名
      Rei Usami, Koshi Oi, Motoki Matsuno, Takahiko Endo, Yasumitsu Miyata, Jiang Pu, Taishi Takenobu
    • 学会等名
      RPGR2022(The 13th Recent Progress in Graphene and Two-dimensional Materials Research Conference)
    • 国際学会
  • [備考] 無機ナノファイバーに金属原子を挿入する技術を開発

    • URL

      https://www.nagoya-u.ac.jp/researchinfo/result/2023/03/post-467.html

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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