有機無機交互層状ハイブリッドペロブスカイト膜のシンチレーター機能に関する研究

本研究では，有機無機交互層状ハイブリッドペロブスカイトのシンチレーター(X線照射で蛍光を発する材料）としての最適な構造を解明することを目的としている。2022年度には，その目的を達成するための重要な前段階として，組成・構造を自在に変えて有機無機交互層状ハイブリッドペロブスカイト膜を作製する技術の確立に焦点を絞った。その結果，オクタデシルアミン(ODA)のLB膜をヨウ化鉛とヨウ化水素酸の混合水溶液に浸漬するインターカレーション法により，層秩序の高い有機無機交互層状ハイブリッドペロブスカイト膜を作製することに成功した。しかしながら，初年度前半には，ハロゲン元素，金属元素を変えると，ヨウ化鉛/ヨウ化水素酸の混合水溶液の場合と同一濃度ではインターカレーションが進まない場合も少なくない，という問題が残った（水溶液の濃度を上げてインターカレーションを試みる場合，ハロゲン化金属の溶媒（水）への溶解度の低さが障壁となっていた）。そこで，初年度後半には，インターカレーション法の適用が難しいハロゲン化金属については，先ず，母材の膜(ODA LB膜)にヨウ化鉛の層を水溶液からインターカレートし，その後，異種のハロゲン化水素（例：HBr）の蒸気に暴露することによるハロゲン元素の置換を試み，これに成功した。「LB膜作製－水溶液中でのハロゲン化金属のインターカレーション－蒸気相中でのハロゲン元素の置換」という三段階の製膜法である。このような経緯を経て，初年度に量子井戸構造を有する有機無機交互層状ハイブリッドペロブスカイト膜を，組成・構造を変えて自在に構築する技術を確立した。これらの成果の一部は，既に2022年度に原著論文として掲載・公開されており，2023年度にも，国内外の学術的会合における複数の研究発表，および，原著論文続編の投稿を予定している。

本研究では，有機無機交互層状ハイブリッドペロブスカイトのシンチレーター(X線照射で蛍光を発する材料）としての最適な構造を解明することを目的としている。2022年度には，その目的を達成するための重要な前段階として，組成・構造を自在に変えて有機無機交互層状ハイブリッドペロブスカイト膜を作製する技術の確立に焦点を絞った。その結果，オクタデシルアミン(ODA)のLB膜をヨウ化鉛とヨウ化水素酸の混合水溶液に浸漬するインターカレーション法により，層秩序の高い有機無機交互層状ハイブリッドペロブスカイト膜を作製することに成功した。しかしながら，初年度前半には，ハロゲン元素，金属元素を変えると，ヨウ化鉛/ヨウ化水素酸の混合水溶液の場合と同一濃度ではインターカレーションが進まない場合も少なくない，という問題が残った（水溶液の濃度を上げてインターカレーションを試みる場合，ハロゲン化金属の溶媒（水）への溶解度の低さが障壁となっていた）。そこで，初年度後半には，インターカレーション法の適用が難しいハロゲン化金属については，先ず，母材の膜(ODA LB膜)にヨウ化鉛の層を水溶液からインターカレートし，その後，異種のハロゲン化水素（例：HBr）の蒸気に暴露することによるハロゲン元素の置換を試み，これに成功した。「LB膜作製－水溶液中でのハロゲン化金属のインターカレーション－蒸気相中でのハロゲン元素の置換」という三段階の製膜法である。このような経緯を経て，初年度に量子井戸構造を有する有機無機交互層状ハイブリッドペロブスカイト膜を，組成・構造を変えて自在に構築する技術を確立した。これらの成果の一部は，既に2022年度に原著論文として掲載・公開されており，2023年度にも，国内外の学術的会合における複数の研究発表，および，原著論文続編の投稿を予定している。