世界初,有機半導体の「励起子」束縛エネルギーの精密測定に成功千葉大学,理化学研究所,広島大学
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広島大学などのチームは、有機半導体の励起子束縛エネルギーの精密測定に世界で初めて成功。励起子束縛エネルギーがバンドギャップの1/4に比例することを発見した。この結果は有機半導体の光エレクトロニクスの根幹にかかわり,有機半導体の光電子物性を制御するカギとなる。
プラスチックの一種である有機半導体は,薄く軽くフレキシブルなデバイスが製造できる。有機半導体中の「励起子」のふるまいは無機半導体と異なる。例えば太陽電池では,半導体が太陽光を吸収して生じる「励起子」を解離して電子と正孔に分けて発電する。励起子の高効率の解離には励起子束縛エネルギーを小さく必要があるが,従来,励起子の研究は進んでいなかった。
今回,励起子束縛エネルギーはバンドギャップだけでが決まるという想定外の結果となり,励起子束縛エネルギーの制御にはバンドギャップを変えるのが最も効果的とわかった。この結果は有機半導体による光エレクトロニクスの材料選択やデバイス設計への応用が期待される。