環境低負荷な光デバイス創製に向けた新規発光材料の探索

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高効率ELデバイスの創製に向けてホール輸送層に用いるp型半導体の探索を行った。ヨウ化銅(CuI)はワイドギャップ酸化物では実現できない大きな正孔移動度を有するが、銅欠陥の生成しやすさから、キャリア濃度の調製が難しく、デバイスに応用するには正孔濃度が高すぎること課題であった。しかしながら、CuサイトにZnを添加することで、正孔濃度を劇的に減少させることに成功した。実験による構造解析と、第一原理計算による欠陥生成エネルギーの解析から、キャリア濃度の減少は単純な電子のカウンタードーピングではなく、複合欠陥の生成に伴うVcuの生成エネルギーの増大であることを明らかにした。この結果は、透明p型半導体として期待されているCuIのデバイス応用の道を拓くものである。本成果は論文として投稿中であり、現在ACS Applied Materials and Interfacesにて査読の第二ステージに達している。また、真空蒸着法を用いてCuIとCsIを堆積することで、自己組織化された高品質なCs3Cu2I5薄膜を作製することに成功し、これを用いたフォトディテクターの動作を確認した。