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ナノ結晶GaN/CsPbBr3-xClxヘテロ接合のキャリア輸送特性の解明

阐明纳米晶 GaN/CsPbBr3-xClx 异质结的载流子传输特性

基本信息

批准号：
22K04195
负责人：
宮島晋介
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04195/
关键词：
光無線給電ペロブスカイト材料 GaN

项目摘要

2022年度は当初計画に従い、ナノ結晶GaN膜の物性制御手法の確立とCsPbBr3-xClx膜の製膜条件の確立を目指して検討を行った。ナノ結晶GaN膜については、スパッタ法による製膜条件が膜特性に与える影響を詳細に検討し、ガラス基板が耐えうる基板温度の範囲で良好な電気的特性（キャリア濃度 8×10^19 cm-3, 0.8 cm2/V/s）を有するナノ結晶GaN膜の形成が可能なことを明らかにした。また、CsPbBr3を光吸収層に用いた受光器の電子輸送層（ETL）にこのナノ結晶GaN膜を適用したところ、450 nmの青色光に対する変換効率の推定値は約29%となった。この値はリファレンスであるTiO2をETLに用いたデバイスの場合（約30%）とほぼ同等であり、デバイスに適用可能なナノ結晶GaN膜の形成ができていることを示している。CsPbBr3-xClx膜の製膜条件の確立については、メカノケミカル法により合成したパウダーを用いたCsPbBr3-xClx膜の蒸着とCsPbBr3膜へのTbCl3ドーピングおよび水分吸着の影響の検討を行った。PbCl2とCsBrを混合破砕したパウダーを用いた蒸着により、バンドギャップ2.7 eV程度のCsPbBr3-xClx膜の形成が可能であることが明らかとなった。しかし、膜の電気的特性（キャリア拡散長）は比較的小さい値にとどまっており（最大で約150 nm）、より詳細な条件検討が必要であることが明らかとなった。CsPbBr3膜へのTbCl3ドーピングおよび水分吸着の影響の検討においては、適度な水分吸着およびTbCl3ドーピングがCsPbBr3膜のキャリア拡散長を増大させることを見出した。次年度以降、これらの処理をCsPbBr3-xClx膜に適用することにより、良質なCsPbBr3-xClx膜の形成が可能になると考えられる。

In the year 2022, the physical properties of the GaN membrane were determined by the method of controlling the physical properties of the CsPbBr3-xClx membrane. The temperature dependence of GaN film temperature range (temperature range 8 × 10 ^ 19 cm-3, 0.8 cm2/V/s) and the temperature range of the substrate temperature range of the substrate, the temperature range of the temperature range of the substrate, the temperature range of the temperature range of the substrate, the temperature range of the temperature range of the substrate, the temperature range of the temperature range of the substrate, the temperature range of the temperature range of the substrate, the temperature range of the temperature range of the substrate, the temperature range of the temperature range, the temperature range of For optical absorption devices and CsPbBr3 photoabsorbers, it is estimated that about 29% of the photoreceptors (ETL) are used for GaN films, and about 29% of them are for cyan light of 450 nm. This is due to the fact that the TiO2 ETL is used to form a thin film of the same concentration (about 30%). It is possible to use the crystal GaN film to form a thin film. CsPbBr3-xClx membrane conditions make sure that the film conditions are determined, and the synthesis method is used to synthesize the CsPbBr3-xClx membrane to steam the CsPbBr3 membrane, TbCl3 membrane, moisture absorption, water absorption, and so on. The PbCl2