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有機単結晶電界効果トランジスタにおいては、静電的にp型領域（正孔過剰領域）とn型領域（電子過剰領域）を作り出すことができることから、電子―正孔対の再結合による発光現象が見られる。この現象を利用して電流励起による有機半導体レーザーを実現しようという試みがなされているが、いまだにレーザー発振には至っていない。その要因の一つとして、有機半導体ではキャリア易動度と発光効率がともに高い材料が得られていないことが有る。本研究では、有機半導体内での一重項励起子の三重項励起子へのフィッションと、その三重項励起子の拡散およびフュージョンによる一重項励起子の生成を利用して、キャリア輸送材料と発光材料を分けることにより、大電流密度と高効率発光を両立させることを目指している。
今年度は二種類の有機単結晶を貼り合せた二層構造の発光トランジスタを作製し、キャリア輸送を担う下層の単結晶に静電的にp-n接合を形成し、電流を流すことにより、下層の単結晶だけでなく、上層に置いた発光を担う単結晶からの発光も観察することができた。これは、本研究の方針が不可能ではないことを示している。また、キャリア輸送層は有機半導体に限る必要は無く、励起子拡散の点からはその厚さは薄いほどよい。そこで、層状物質を劈開して作製したnmオーダーの薄膜についても検討を行った。その過程でGaTe薄膜の光電流が光に対して非常に高い感度で応答することを明らかにした。
次年度は、それぞれの単結晶について、よりキャリア易動度と発光効率の高いものを用いることにより、従来型の有機発光トランジスタよりも高輝度の発光を目指す。
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