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

有机-无机交替层状杂化钙钛矿薄膜闪烁体功能研究

• 批准号: 22K04905
• 负责人: 赤城 嘉也
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Hamamatsu University School of Medicine
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04905/
• 关键词: 有機無機交互層状ハイブリッドペロブスカイト; ラングミュア・ブロジェット法; インターカレーション法; 元素置換; 量子井戸構造; シンチレーター; ２次元層状有機無機ハイブリッドペロブスカイト; 多重量子井戸構造

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。

这项研究旨在阐明有机无机交替的分层混合钙钛矿的最佳结构作为闪烁体（X射线照射后发出荧光的材料）。在2022财年，作为实现这一目标的重要初步步骤，我们专注于建立一种技术，以自由改变有机和无机交替的分层混合植物钙钛矿的组成和结构。结果，我们成功地生产了一种有机无机交替的分层混合薄膜膜，并通过插入高层，其中八度甲基胺（ODA）LB膜浸入碘化铅和水二二酸的混合水溶液中。 However, in the first half of the first year, there was a problem that when halogen and metal elements were changed, intercalation was often not progressing at the same concentration as in the case of a mixed aqueous solution of lead iodide/hydroiodic acid (when trying to intercalate by increasing the concentration of the aqueous solution, the low solubility of the metal halide in the solvent (water) was a barrier).因此，在第一年的下半年中，对于难以通过插入方法应用的金属卤化物，我们首先尝试将铅碘化铅从水溶液中嵌入到基础材料膜（ODA LB膜）中，然后暴露于不同氢化氢盐的蒸气（EG，HBR），并成功地完成了此信息。这是一种三步膜形成方法：“ LB膜的制造 - 水溶液中金属卤化物的插入 - 在蒸气相中取代卤素元素。”在此过程中，在第一年，我们建立了一项技术，可以通过更改组成和结构来自由构建具有量子井结构的有机交替分层混合膜膜。其中一些结果已经在2022年发表并发表为原始论文，并且在国内和国际上都将在学术会议上进行多次研究演讲，并在2023年提交原始论文续集。

项目成果

有機無機2DペロブスカイトのLB膜における多重量子井戸ポラリトンの観測

有机-无机二维钙钛矿LB薄膜中多量子阱极化子的观察

• 发表时间: 2023
• 作者: 下迫 直樹;直井 洸太;三浦 康弘;赤城 嘉也;竹岡 裕子;欅田 英之;江馬 一弘
• 通讯作者: 江馬 一弘

浜松医科大学医学部医学科 総合人間科学講座（物理学）

滨松大学医学院医学系综合人类科学系（物理学）