配位子交換を用いた全塗布型超高性能ペロブスカイト量子ドットLEDの開発

本年度は、QD間エネルギー移動および表面修飾処理により高効率・長寿命ペロブスカイト量子ドット(QD)-LEDを開発した。まず、非放射失活の速度 (~数十ns) を大きく上回る、QD間エネルギー移動 (~数ps)を用いることで、赤色ペロブスカイトQD-LEDの高性能化に成功した。本研究では、粒径制御によりそれぞれのバンドギャップを調整し、ドナー・アクセプター混合膜における光物性および電子物性への影響を検討した。ドナー・アクセプター混合膜において、非放射失活の抑制により、優れた発光量子収率を達成した。また、励起スペクトルよりドナーからアクセプターQDへエネルギー移動が生じていることを確認した。さらに、ドナー・アクセプター混合膜を用いて作製したLEDにおいて、外部量子効率の向上に成功し、ドナー・アクセプターQD間エネルギー移動が発光量子収率およびデバイス性能の向上に有用であることを明らかにした。次に、QDの粒径制御およびグアニジウムカチオン置換による表面修飾処理により優れた相安定性を有するCsPbI3 QDの合成とQD-LEDの高性能化を試みた。赤色発光を示すCsPbI3 QD は、比較的小さい有効イオン半径を有するCsにより、室温に置いて歪みを持つ不安定な相構造を形成し、相転移による発光特性の低下が課題であった。本研究では、QDの小粒径化により表面張力が増大し、室温下で立方晶CsPbI3 QDを得ることに成功した。また、グアニジウムカチオン置換により表面欠陥を補填し、発光特性の向上だけでなく、大気安定性が改善することを明らかにした。さらに、得られたCsPbI3 QDを発光層に用いた LED において、外部量子効率およびデバイス耐久寿命の向上に成功した。

本年度は、QD間エネルギー移動および表面修飾処理により高効率・長寿命ペロブスカイト量子ドット(QD)-LEDを開発した。まず、非放射失活の速度 (~数十ns) を大きく上回る、QD間エネルギー移動 (~数ps)を用いることで、赤色ペロブスカイトQD-LEDの高性能化に成功した。本研究では、粒径制御によりそれぞれのバンドギャップを調整し、ドナー・アクセプター混合膜における光物性および電子物性への影響を検討した。ドナー・アクセプター混合膜において、非放射失活の抑制により、優れた発光量子収率を達成した。また、励起スペクトルよりドナーからアクセプターQDへエネルギー移動が生じていることを確認した。さらに、ドナー・アクセプター混合膜を用いて作製したLEDにおいて、外部量子効率の向上に成功し、ドナー・アクセプターQD間エネルギー移動が発光量子収率およびデバイス性能の向上に有用であることを明らかにした。次に、QDの粒径制御およびグアニジウムカチオン置換による表面修飾処理により優れた相安定性を有するCsPbI3 QDの合成とQD-LEDの高性能化を試みた。赤色発光を示すCsPbI3 QD は、比較的小さい有効イオン半径を有するCsにより、室温に置いて歪みを持つ不安定な相構造を形成し、相転移による発光特性の低下が課題であった。本研究では、QDの小粒径化により表面張力が増大し、室温下で立方晶CsPbI3 QDを得ることに成功した。また、グアニジウムカチオン置換により表面欠陥を補填し、発光特性の向上だけでなく、大気安定性が改善することを明らかにした。さらに、得られたCsPbI3 QDを発光層に用いた LED において、外部量子効率およびデバイス耐久寿命の向上に成功した。