Single-crystalline heterostructures fabricated using all-inorganic B-site substituted metal halide perovskite-type semiconductors

使用全无机 B 位取代金属卤化物钙钛矿型半导体制备单晶异质结构

基本信息

批准号：
22H01969
负责人：
近藤高志
金额：
$ 11.23万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

金属ハライドペロブスカイト型半導体を高機能光デバイス用汎用半導体材料に昇華させることを究極の目標とし，全無機Bサイト置換ハライドペロブスカイトヘテロ構造の作製と評価を目指す研究の基盤を築くために，種々の実験装置の整備を中心に研究を進めた。第1年度の成果の概要は以下のとおりである。真空蒸着による高品質ヘテロエピタキシーに関しては，2次元成長実現のための基板加熱機構と表面その場観察のためのRHEED（反射低速電子線回折）を現有の多元共蒸着装置に導入し，その動作を確認した。前者を活用して，ガラス基板上CsSnBr3の多結晶薄膜の結晶粒サイズ増大の効果を確認できた。また，多元蒸着によって，CsSnBr3/CsPbBr3多結晶ヘテロ積層構造の作製およびその安定性の確認をおこなうとともに，Cs(SnPb)Br3混晶多結晶薄膜の作製，組成制御，組成傾斜構造の作製に成功した。これらは，今後の単結晶ヘテロエピタキシーの基礎となる重要な基礎技術である。量子井戸試料の分光評価を行うためのTHz分光測定装置の整備を進め，フェムト秒レーザと光伝導スイッチを用いた分光光学系を立ち上げた。加えて，交流ホール測定系の立ち上げも完了し，導電性の定量的評価が可能となっている。混晶単結晶試料作製は，従来の有機Aサイトイオンハライドペロブスカイトとの違いが大きく難航しているが，全無機ハライドペロブスカイトに適した結晶育成法の探索を続けている。

为了将金属卤化物钙钛矿半导体升华为高性能光学器件的通用半导体材料，开展了各种实验，为全无机B位取代卤化物钙钛矿异质结构的制备和评估研究奠定了基础。研究方向为设备维护。第一年的成果总结如下。针对真空蒸镀的高质量异质外延，我们将用于二维生长的基板加热机制和用于原位表面观察的RHEED（反射低能电子衍射）引入到当前的多组分共蒸镀设备中，并对其进行了研究。已确认操作。使用前者，我们能够确认增加玻璃基板上 CsSnBr3 多晶薄膜晶粒尺寸的效果。此外，我们利用多组分沉积制备了CsSnBr3/CsPbBr3多晶异质叠层结构并证实了其稳定性，并成功制备了Cs(SnPb)Br3混合多晶薄膜，控制了其成分，并制备了成分梯度结构。这些都是重要的基础技术，将构成未来单晶异质外延的基础。我们着手制备用于量子阱样品光谱评估的太赫兹光谱仪，并推出了使用飞秒激光器和光电导开关的光谱光学系统。此外，交流霍尔测量系统的启动已经完成，使得定量评估电导率成为可能。由于与传统有机A位离子卤化物钙钛矿存在较大差异，混晶单晶样品的制备一直很困难，但我们仍在继续寻找适合全无机卤化物钙钛矿的晶体生长方法。

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

4元共蒸着法によるハロゲン化鉛ペロブスカイト型半導体の導電性制御

四元共蒸发法控制卤化铅钙钛矿半导体的电导率

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
村大介;劉子豪;五月女真人;松下智紀;近藤高志
通讯作者：
近藤高志

Vapor phase deposition of lead-free halide perovskite alloy Cs(SnZn)Br3

无铅卤化物钙钛矿合金Cs(SnZn)Br3的气相沉积

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hanbo Jung;Zihao Liu;Masato Sotome;Takashi Kondo
通讯作者：
Takashi Kondo

鉛ハライドペロブスカイト混晶の結晶学

卤化铅钙钛矿混晶的晶体学

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Chen Wan-Hsin;Kawakami Naoya;Lin Jhe-Jhih;Huang Hsiang-I;Arafune Ryuichi;Takagi Noriaki;Lin Chun-Liang;小田竜樹;近藤高志
通讯作者：
近藤高志

3元共蒸着法によるハロゲン化鉛ペロブスカイト型半導体の導電性制御

三元共蒸发法控制卤化铅钙钛矿半导体的电导率