2017 Fiscal Year Annual Research Report
Study for light-emitting devices using metal-halide perovskite-type semiconductors
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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 | ハロゲン化鉛ペロブスカイト / ペロブスカイト型半導体 / 真空蒸着 / ヘテロ構造 / エピタキシャル成長 / 太陽電池 / 発光素子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヘテロ積層膜作製を目指し，前年度までのCH3NH3PbI3/CH3NH3PbBr3の組み合わせに代えてCH3NH3PbI3/CH3NH3PbCl3の逐次積層にトライした。真空蒸着法によってガラス基板上にCH3NH3PbI3とCH3NH3PbCl3を順次蒸着したところ，ヘテロ積層膜が作製で来ていることがあきらかとなった。SEM観察およびEDX線分析によって2層が明瞭に分離して積層していることが示された。また，X線回折測定の結果から両層がごくわずか（数％）混晶化しているものの，CH3NH3PbI3/CH3NH3PbBr3の場合のような自発的混晶形成による均一混晶膜化が起きていないことがわかった。同様の手法を用いてCH3NH3PbCl3/CH3NH3PbI3/CH3NH3PbCl3のダブルヘテロ積層膜の作製にも成功した。この組み合わせで自発的混晶化がはなはだしく進行しないのは，IイオンとClイオンの半径が大きく異なるために，IイオンがClイオン空孔を介して拡散しにくいためであると推察される。
前年度に引き続き，CH3NH3PbBr3単結晶基板上のヘテロエピタキシー実現に向けた製膜実験をおこなった。基板温度21℃でCH3NH3IとPbI2を共蒸着したところ，未反応PbI2が全く存在しない純粋なCH3NH3Pb(IBr)3混晶ペロブスカイト膜が形成できることがわかった。X線回折逆格子マッピング測定を対称反射(200)とと非対称反射(420)について行い，形成された膜が確かにエピタキシャル成長していることを初めてあいまいさ無しに示すことができた。ヘテロエピタキシャル膜はほとんど緩和しておらず，pseudomorphicであり，0,5°程度のモザイシティがある。ヘテロエピタキシャル膜のBr組成は90％以上で，基盤との間のイオン相互拡散によって混晶化しているものと考えられる。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(14 results)
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[Journal Article] Self-organized superlattice and phase coexistence inside thin film organometal halide perovskite2018
Author(s)
T. W. Kim, S. Uchida, T. Matsushita, L. Cojocaru, R. Jono, K. Kimura, D. Matsubara, M. Shirai, K. Ito, H. Matsumoto, T. Kondo, and H. Segawa
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Journal Title
Adv. Mater.
Volume: 30
Pages: 1705230--1-8
DOI
Peer Reviewed
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