太陽電池の高効率化へ、室温で「ポラリトン状態」成功 ニュースイッチ by 日刊工業新聞社
京都工芸繊維大学の山下兼一教授と高橋駿助教らは、光と物質のハイブリッド量子状態「ポラリトン状態」を室温で安定して作ることに成功した。鉛ハライドペロブスカイト半導体の微細構造に光を閉じ込めると、光と電子が強く相互作用してポラリトン状態になる。この物理現象はレーザーや太陽電池の高効率化につながる。 鉛ハライドペロブスカイト半導体の一種である三臭化鉛セシウムで光を閉じ込める微小共振器を作製した。共振器の中で光と電子や正孔が強く相互作用してポラリトン状態になる。有機半導体で起きるポラリトン状態と比べると物質内を電子や正孔が自由に動き回れる。室温で発現し、従来の無機半導体での発現のように極低温まで冷やす必要がない。 室温で安定するためポラリトン状態を使ったレーザーや量子デバイスの開発につながる。三臭化鉛セシウムでポラリトン状態の物性や制御法を確立し、デバイス開発などへの知見を蓄える。
電気電子工学系 山下兼一教授らの研究グループは、強固で安定したポラリトン状態の室温凝縮を実現しました - 国立大学法人 京都工芸繊維大学
電気電子工学系 山下兼一教授、高橋駿助教らは、光と物質間のハイブリッドな量子状態として知られるポラリトン状態※1が、全無機ペロブスカイト※2と呼ばれる材料の使用により、新しい形態で形成されることを示しました。従来の無機半導体もしくは有機半導体を用いた技術では、高励起下ではポラリトン状態が崩れやすい、もしくはエネルギー凝縮が起こりにくいといった問題点がありました。本研究の技術では、より強固で安定にポラリトン状態を形成でき、しかも室温で凝縮可能という点で新たな発見となります。本発見はポラリトン状態の物性解明と制御技術の開拓に大きく貢献するものであり、レーザや太陽電池の高効率化や低消費電力での量子デバイス開発の発展に寄与します。 本件の詳しい内容はこちら（PDF） 本研究成果は、2022年1月2日（日本時間）に「Light: Science & Applications」（外部サイト）オンライン
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