室温で緑色発光するp型／n型新半導体を独自の化学設計指針をもとにペロブスカイト型硫化物で実現 | Chem-Station (ケムステ)

本研究では、非結合性軌道の作るドーピングに適したエネルギー準位と超周期構造を構築することで発現するバンドの折りたたみを用いることで、本来は間接遷移型の物質のバンドギャップを意図的に直接遷移型へと設計することで、緑色で効率よく発光する半導体の探索を行いました（図2）。 実際に第一原理計算を用いたスクリーニングを行ったところ、ペロブスカイト型の結晶構造を有するAEHfS3（AE＝Ca, Sr, Baなどのアルカリ土類金属）が目的に適した電子構造を有することがわかりましたので、実際に試料作製を行いました。SrHfS3に適した不純物のドーピングを行うことで、p型・n型どちらの極性も示すこと、さらに室温でも明るい緑色発光を示すことを見いだし、実験的に本研究で提案した化学設計指針の有効性を立証しました（図3）。今回開発した新規半導体をもとに、今後は単結晶薄膜を用いたpn接合を作製することで、高効率な次