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2013 年度 実績報告書

パーコレーティブZnO量子ドット超格子の創成

研究課題

研究課題/領域番号 23510130
研究機関大阪大学

研究代表者

外山 利彦  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10294159)

キーワードパーコレーティブ伝導 / 液相合成 / 量子ドット超格子
研究概要

コア粒径/シェル厚の精密制御性を有する液相合成法を用いて作製したZnO量子ドット(QD)を担持体中に分散させる。この時、自然形成されるパーコレーティブ伝導経路を利用し、量子ドット超格子(QDSL)構造を構築することを目論んだ。
前年度行ったQDSL作製条件を基にZnO QDSL構造を発光層に含有するLEDを試作した。まず、液相合成法により、ZnOコア/MgOシェル構造QDの形成を行った。酢酸亜鉛および酢酸マグネシウムを出発原料とし、水酸化ナトリウム溶液と反応合成することにより、ZnOコア/MgOシェル構造を形成した。LSW則に基づき、成長時間を制御し、粒径2.5 nmのZnOコアを作製し、単分散性をTEM観測により確認した。さらに、ZnOコア形成後に酢酸マグネシウムを滴下して、シェル形成を行った。
このZnOコア/MgOシェル構造を高分子担持体中に分散させ、インク化した後、スクリーン印刷法により薄膜化し、発光層として使用した。LEDの構造は、ガラス/Ag/発光層/ペンタセン(正孔輸送層)/MoO3(正孔注入層)/ITO(透明電極層)のトップエミッション構造である。パーコレーティブ伝導経路が形成されたことは、TEM観測によって確認した。また、ITOの形成を下部層へのダメージをできるだけ抑えるよう低音製膜で行った。次に電流―電圧特性より、発光領域において捕獲電荷制限電流が支配的であることを確認し、電流―発光強度特性より、注入型発光であることを確認した。ただし、ZnO励起子起原の発光ではなく、ZnOのギャップ内準位を介した電子―正孔対発光であった。これは、また、MoO3正孔注入層の挿入により、注入型発光が得られたことから、正孔注入に律速されていることが示唆されたことから、これを改善し得るp形ワイドギャップ半導体の開発が必要であると推察した。
本結果を踏まえて、低温形成可能なp形ワイドギャップ半導体として、SnOを作製し、ZnO QDSL LEDへの適応性を検討した。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件)

  • [雑誌論文] Optical Absorption Spectra of P-type Tin Monoxide Thin Films around Their Indirect Fundamental Gaps Determined Using Photothermal Deflection Spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      Toshihiko Toyama, Yuichi Seo, Takafumi Konishi, Hiroaki Okamoto, Ryohei Morimoto, Yuichi Nishikawa, and Yasuo Tsutsumi
    • 雑誌名

      Thin Film Solids

      巻: 555 ページ: 148-152

    • DOI

      10.1016/j.tsf.2013.05.141

    • 査読あり

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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