2015 Fiscal Year Annual Research Report
ハロゲン化金属ペロブスカイト半導体を用いた発光デバイスの研究
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15H03573
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
近藤 高志 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (60205557)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ペロブスカイト半導体 / ハロゲン化鉛 / 太陽電池 / ヘテロ構造 / 真空蒸着 / 発光ダイオード |
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| Outline of Annual Research Achievements |
真空蒸着法による高品質ヘテロ構造の作製を目指し，蒸着条件の制御性を高めるため，セル温度のPID制御機構を整備した。これにより，再現性・一様性に優れた製膜が可能となった。
ハロゲン化鉛ペロブスカイト半導体ヘテロ構造作製を目的として，真空蒸着法によりメチルアンモニウムハロゲン化鉛CH3NH3PbI3/CH3NH3PbBr3ヘテロ積層膜の作製をおこなった。その結果，条件によってはヘテロ積層膜とはならず，一様な混晶（CH3NH3PbI3-xBrx）膜が製膜されることが明らかとなった。製膜中も製膜後も高温プロセスを経ていないにもかかわらずこのような自発的混晶化が起きるのは驚くべきことである。これは，ハロゲン化物イオンサイトの欠陥を介したイオン拡散が原因であると推測している。基板の導電性の有無も含めた様々な条件での製膜を繰り返し，自発的混晶化のメカニズム究明とその抑制の可否について詳細な検討を進めているところである。
また，ホルムアミジニウムヨウ化鉛CH(NH2)2PbI3薄膜の真空蒸着による製膜をおこなった。この材料は溶液プロセスでは室温で非ペロブスカイト相が析出し，アニールによってペロブスカイト相へ転移するものの数時間で非ペロブスカイト化すると報告されている。真空蒸着で作製した薄膜は，基板温度を室温に保って製膜しているにもかかわらず，ペロブスカイト相となり，しかもそれは少なくとも17日以上にわたって安定であることがわかった。これについてもヘテロ積層膜の作製を計画している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
メチルアンモニウムハロゲン化鉛について，条件によってはヘテロ積層膜が作製できることを示せた。しかし，同時に，自発的混晶化という意外な現象が起こることが明らかとなり，この現象の克服が課題として浮かび上がった。
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| Strategy for Future Research Activity |
メチルアンモニウムハロゲン化鉛における自発的混晶化のメカニズムを究明し，それを抑制してヘテロ積層膜を作製する方法を確立する。また，ホルムアミジニウムハロゲン化鉛についてもヘテロ積層薄膜作製を試みる。
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Research Products
(8 results)
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[Journal Article] Excitonic feature in hybrid perovskite CH3NH3PbBr3 single crystals2015
Author(s)
H. Kunugita, T. Hashimoto, Y. Kiyota, Y. Udagawa, Y. Takeoka, Y. Nakamura, J. Sano, T. Matsushita, T. Kondo, T. Miyasaka, and K. Ema
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Journal Title
Chem. Lett.
Volume: 44
Pages: 852-854
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] 有機無機ペロブスカイト化合物の励起子物性2015
Author(s)
清田祐貴, 宇田川洋祐, 中村唯我, 佐野惇郎, 松下智紀, 欅田英之, 竹岡裕子, 近藤高志, 江馬一弘
Organizer
日本物理学会 2015年秋季大会
Place of Presentation
関西大学千里山キャンパス（大阪府・吹田市）
Year and Date
2015-09-18
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