有機EL薄膜と無機半導体薄膜の接合による新しい光-光変換素子の開発

将有机EL薄膜与无机半导体薄膜贴合开发新型光光转换元件

基本信息

批准号：
04805082
负责人：
横山正明
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、無機半導体薄膜と有機電界発光(EL)薄膜を接合することによって、新しい原理により「光-光」変換機能素子を開発することを目的としたものである。私達はすでに、n型のアモルファスシリコンカーバイド(a-SiC:H)と有機ELとの組合せにおいて 1%の効率で「光-光」変換が可能なことを確認しているが、今回さらに研究を押し進め、以下のような結果を得た。まず、光電流増倍現象が起こることが明らかとなっている a-SiC:H膜の光電変換特性をさらに詳しく検討した。その結果、 a-SiC:H膜における赤色光照射下での増倍光電流が、重ねて照射した紫外(UV)光によって効果的に抑制されることを見いだした。さらに、この現象を「光-光」変換素子に応用し、赤色光から緑色光への変換を重ねて照射したUV光によって最大90%まで可逆的に抑制することに初めて成功した。この素子においては、入力光パターンが出力でも保持される。よって今回の結果は、この「光-光」変換素子が将来の光コンピューティングの2次元光演算素子として応用できることを意味している。次に、「光-光」増幅を目指して a-SiC:Hをn型の有機顔料であるペリレン顔料に置き換えた素子についても検討した。その結果、有機材料としては初めて1万倍に達する光電流増倍現象を観測した。さらに、このペリレン顔料薄膜とEL薄膜を積層一体化した全有機「光-光」変換素子を作製し、40%に達する「光-光」変換効率を達成した。これは、これまでに比べて格段に大きな値であり、「光-光」増幅が可能なことを強く示唆する結果といえる。今後、「光-光」増幅の実現、出力光の受光層へのフィードバックを利用した光双安定デバイスへの展開を計画している。

这项研究旨在通过将无机半导体薄膜与有机电发光（EL）薄膜结合使用新原理来开发“轻度”转换功能元件。我们已经确认，与N型非晶硅（A-SIC：H）和有机EL结合使用1％的效率，“轻度”转化是可能的，但是我们继续进一步研究并获得了以下结果。首先，我们进一步研究了A-SIC：H膜的光电转换特性，这些特征已显示出引起光电流繁殖现象。结果，发现在红光照射下A-SIC：H膜中的光电流被同时辐照的紫外线（UV）的光有效地抑制。此外，这种现象被应用于“光线”转换元件，首次通过叠加紫外线（高达90％）来逆转地抑制从红光到绿光的转换。在此元素中，输入光模式也保持在输出处。因此，当前的结果表明，这种“光到光”转换元件可以作为未来光学计算中的二维光学计算元素应用。接下来，我们还检查了a-SIC：H被pery素色素（一种N型有机色素）代替，其目的是“轻度”放大。结果，首次观察到有机材料的光电流繁殖现象达到10,000次。此外，通过堆叠和整合perylene色素薄膜和El薄膜来制造一种全有机的“轻型”转换元件，达到了40％的“轻度”转换效率。这比以前更大，可以说是强烈表明“轻度”放大的结果。将来，我们计划实现“光线”放大，并使用输出光的反馈对光感受器层的反馈将其部署到可光双来的设备中。