強固で安定したポラリトン状態の室温凝縮を実現

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レーザーや太陽電池の効率化、低消費電力での電子デバイス開発に寄与

2022-01-04 京都工芸繊維大学,科学技術振興機構

ポイント
  • 光と物質間のハイブリッドな量子状態として知られる「ポラリトン状態」が、全無機ペロブスカイトと呼ばれる材料の使用により、全く新しい物理形態で形成されており、室温凝縮できることを示した。
  • ハイブリッド状態をより強固で安定して形成でき、しかも室温で凝縮可能という点で従来の無機半導体もしくは有機半導体を用いた技術と異なり、新たな発見となる。
  • 本発見はレーザーや太陽電池の高効率化のための基礎物理となり得るものであり、低消費電力での量子デバイス開発の発展にも寄与する。

京都工芸繊維大学 電気電子工学系 山下 兼一 教授、高橋 駿 助教らは、光と物質間のハイブリッドな量子状態として知られるポラリトン状態が、全無機ペロブスカイトと呼ばれる材料の使用により、新しい形態で形成されることを示した。従来の無機半導体もしくは有機半導体を用いた技術では、高励起下ではポラリトン状態が崩れやすい、もしくはエネルギー凝縮が起こりにくいといった問題点があった。本研究の技術では、より強固で安定にポラリトン状態を形成でき、しかも室温で凝縮可能という点で新たな発見となる。本発見はポラリトン状態の物性解明と制御技術の開拓に大きく貢献するものであり、レーザーや太陽電池の高効率化や低消費電力での量子デバイス開発の発展に寄与する。

本研究成果は、2022年1月2日(日本時間)に「Light:Science&Applications」オンライン版に掲載された。

本研究は、科学技術振興機構(JST) 戦略的創造研究推進事業 CREST「トポロジカル材料科学に基づく革新的機能を有する材料・デバイスの創出」研究領域(No.JPMJCR20T4)、日本学術振興会(JSPS) 科学研究費国際共同研究強化 B(No.20KK0088)、同 挑戦的研究(萌芽)(No.20K21000)の支援を受けて行われた。

詳しい資料は≫

<論文タイトル>
“Drastic transitions of excited state and coupling regime in all-inorganic perovskite microcavities characterized by exciton/plasmon hybrid natures”
DOI:10.1038/s41377-021-00701-8
<お問い合わせ先>

<研究に関すること>
山下 兼一(ヤマシタ ケンイチ)
京都工芸繊維大学 電気電子工学系 教授

<JST事業に関すること>
嶋林 ゆう子(シマバヤシ ユウコ)
科学技術振興機構 戦略研究推進部 グリーンイノベーショングループ

<報道担当>
京都工芸繊維大学 総務企画課 広報係
科学技術振興機構 広報課

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