ペロブスカイト結晶-ナノ共振器を用いた低閾値かつ狭帯域ナノレーザーの開発

利用钙钛矿晶体纳米腔开发低阈值窄带纳米激光器

• 批准号: 21K14580
• 负责人: 岡本 拓也
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14580/
• 关键词: ペロブスカイト; 共振器; エネルギー移動; 蛍光増強; レーザー; 量子ドット; 結晶; 欠陥

本研究は、利得媒質のペロブスカイト結晶とファブリ・ペローナノ共振器の組み合わせによるサブnmオーダーのスペクトル半値幅と低閾値化、そしてレーザー発振波長の選択を同時に達成可能なナノレーザーの開発を目的とする。本年度は、混合ハロゲンペロブスカイト結晶合成における前駆体の仕込み濃度の検討と、半導体量子ドット-ナノ共振器へのスペーサー層の導入と共振器上における量子ドットの蛍光特性の検討、そして金ナノ粒子薄膜上に形成したリガンドフリーなペロブスカイトナノ結晶の蛍光特性の評価を行った。まず、前駆体試料における異種ハロゲンイオンの仕込み濃度比を変えることで混合ハロゲンペロブスカイト結晶の合成を試みた。しかし、異種ハロゲンアニオンを混合させた前駆体を用いると結晶形状の制御が困難であることが判明したため、自然放射増幅光の発振にはハロゲンアニオン交換により作成した混合ハロゲンペロブスカイト結晶を採用した。次に、量子ドットとナノ共振器の系に酸化アルミニウムをスペーサー層として導入し、量子ドット-薄膜間の距離による量子ドットの蛍光特性変化について検討を行った。その結果、酸化チタンへの電子移動および金薄膜へのエネルギー移動による量子ドットの消光はスペーサー層の導入により抑制できることが明らかとなった。さらに、ペロブスカイトナノ結晶と金薄膜の系におけるエネルギー移動およびプラズモン結合を検討するため金ナノ粒子薄膜上に形成したリガンドフリーなペロブスカイトナノ結晶の蛍光特性の評価を行った。リガンド保護されたナノ結晶では金ナノ粒子薄膜上で消光されたのに対し、リガンドフリーなナノ結晶では金ナノ粒子薄膜上で蛍光が増強されることがわかった。この系について時間分解顕微分光、過渡吸収測定、そして有限差分時間領域法による電場解析を行い、現在論文を執筆中である。

は, this study gains medium の ペ ロ ブ ス カ イ ト crystallization と フ ァ ブ リ · ペ ロ ー ナ ノ resonator の group み close わ せ に よ る サ ブ nm オ ー ダ ー の ス ペ ク ト ル half numerical と low threshold numerical picture, そ し て レ ー ザ ー 発 resonance wavelength の sentaku を に at the same time a possible な ナ ノ レ ー ザ ー の open 発 を purpose と す る. This year は, mixed ハ ロ ゲ ン ペ ロ ブ ス カ イ ト crystalline synthetic に お け る 駆 body before の shi 込 み concentration の beg と 検, semiconductor quantum ド ッ ト - ナ ノ resonator へ の ス ペ ー サ ー layer の import と resonator on に お け る quantum ド ッ ト の 蛍 light feature の beg, そ 検 し て gold ナ ノ particles membrane に form し た リ ガ ン ド フ リ ー な ペ ロ ブ ス カ イ ト ナ The optical properties of ノ crystals 蛍 are evaluated in the 価を field った. ま ず, former 駆 sample に お け る heterogeneous ハ ロ ゲ ン イ オ ン の shi 込 み concentration than を - え る こ と で mixed ハ ロ ゲ ン ペ ロ ブ ス カ イ ト crystallization の synthetic を try み た. し か し, heterogeneous ハ ロ ゲ ン ア ニ オ ン を mixed さ せ た 駆 body を before use い る と crystal shape の suppression が difficult で あ る こ と が.at し た た め, emission rights of natural light の 発 vibration に は ハ ロ ゲ ン ア ニ オ ン exchange に よ り made し た mixed ハ ロ ゲ ン ペ ロ ブ ス カ イ ト crystallization を using し た. Time に, quantum ド ッ ト と ナ ノ resonator の is に acidification ア ル ミ ニ ウ ム を ス ペ ー サ ー layer と し て import し, quantum ド ッ ト - の distance between film に よ る quantum ド ッ ト の 蛍 light features - the に つ い て 検 line for を っ た. そ の results, acidification チ タ ン へ の electronic mobile お よ び gold film へ の エ ネ ル ギ ー mobile に よ る quantum ド ッ ト の extinction は ス ペ ー サ ー layer の import に よ り inhibit で き る こ と が Ming ら か と な っ た. さ ら に, ペ ロ ブ ス カ イ ト ナ ノ crystallization と gold film の is に お け る エ ネ ル ギ ー mobile お よ び プ ラ ズ モ ン combining を beg す 検 る た め gold ナ ノ particles membrane に form し た リ ガ ン ド フ リ ー な ペ ロ ブ ス カ イ ト ナ ノ crystallization の 蛍 light feature の review 価 を line っ た. リ ガ ン ド protection さ れ た ナ ノ crystallization で は gold ナ ノ particles membrane で extinction さ れ た の に し, seaborne リ ガ ン ド フ リ ー な ナ ノ crystallization で は gold ナ ノ particles membrane で 蛍 が raised strong light さ れ る こ と が わ か っ た. こ の is に つ い て time breakdown 顕 differential light, transition 収 absorption determination, そ し て finite difference time domain method に よ る electric field line analytical を い, present paper を penned in で あ る.

项目成果

University of Rostock(ドイツ)

罗斯托克大学（德国）

ハロゲン化鉛ペロブスカイト結晶におけるハロゲン欠陥回復

卤化铅钙钛矿晶体中的卤素缺陷恢复

• 发表时间: 2021
• 作者: 岡本 拓也;Muhammad SHAHJAHAN;Vasudevanpillai BIJU
• 通讯作者: Vasudevanpillai BIJU

Mechanically Modulated Emission from Perovskite Quantum Dot Assemblies

钙钛矿量子点组件的机械调制发射

• 发表时间: 2021
• 作者: Zhang Zhijing;岡本 拓也;Vasudevan Pillai Biju
• 通讯作者: Vasudevan Pillai Biju

Controlling Excitonic Recombination in Halide Perovskite Assemblies using Polymer Microenvironment

使用聚合物微环境控制卤化物钙钛矿组件中的激子复合

• 发表时间: 2022
• 作者: Most Farida Khatun;Takuya Okamoto;Vasudevanpillai Biju
• 通讯作者: Vasudevanpillai Biju

機械的刺激による自己組織化ハロゲン化鉛ペロブスカイト量子ドットの発光挙動制御

机械刺激控制自​​组装卤化铅钙钛矿量子点的发光行为

• 发表时间: 2022
• 作者: 岡本 拓也;Zhijing Zhang;Vasudevanpillai BIJU
• 通讯作者: Vasudevanpillai BIJU