レーザー用トリプルデッカー・ハイブリッド結晶の成長(Growing Triple-Decker Hybrid Crystals for Lasers)

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2023-08-31 デューク大学(Duke)

◆デューク大学とパデュー大学の研究者は、ペロブスカイトと呼ばれる特定の材料において、結晶内の層を制御する新しい技術を用いて、電子とホール(正の電荷担体)のエネルギーレベルを制御できることを発見しました。この調整により、材料の光電子特性が変化し、特定のエネルギーの光を放射する能力を持つようになり、レーザーとして機能することが示されました。
◆この研究は、材料科学の分野で注目されているペロブスカイト材料に焦点を当てており、特に有機半導体を含む複雑な構造の材料を制御する方法を解明しました。これにより、新しい光電子デバイスの設計やエネルギー効率の向上に寄与する可能性があります。

<関連情報>

有機半導体内包ペロブスカイトの膜厚制御 Thickness control of organic semiconductor-incorporated perovskites

Jee Yung Park,Ruyi Song,Jie Liang,Linrui Jin,Kang Wang,Shunran Li,Enzheng Shi,Yao Gao,Matthias Zeller,Simon J. Teat,Peijun Guo,Libai Huang,Yong Sheng Zhao,Volker Blum & Letian Dou
Nature Chemistry  Published:31 August 2023
DOI:https://doi.org/10.1038/s41557-023-01311-0

extended data figure 1

Abstract

Two-dimensional organic semiconductor-incorporated perovskites are a promising family of hybrid materials for optoelectronic applications, owing in part to their inherent quantum well architecture. Tuning their structures and properties for specific properties, however, has remained challenging. Here we report a general method to tune the dimensionality of phase-pure organic semiconductor-incorporated perovskite single crystals during their synthesis, by judicious choice of solvent. The length of the conjugated semiconducting organic cations and the dimensionality (n value) of the inorganic layers can be manipulated at the same time. The energy band offsets and exciton dynamics at the organic–inorganic interfaces can therefore be precisely controlled. Furthermore, we show that longer and more planar π-conjugated organic cations induce a more rigid inorganic crystal lattice, which leads to suppressed exciton–phonon interactions and better optoelectronic properties as compared to conventional two-dimensional perovskites. As a demonstration, optically driven lasing behaviour with substantially lower lasing thresholds was realized.

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1700応用理学一般
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