銅(Ⅰ)系ハロゲン化物材料の構造調整、光学的特性および光電デバイス応用に関する研究進展

ZHANG Songting ,  

WU Puyang ,  

ZHU Peichao ,  

HE Shuaiqi ,  

MA Qianhao ,  

LIU Xiaoyun ,  

WU Zhaoxin ,  

YUAN Fang ,  

摘要

銅(Ⅰ)系ハロゲン化物材料は、その独特な物理化学的性質、豊富な構造多様性、優れた光電特性により、近年光電デバイス分野で注目を集めている新興の無鉛光電材料の一種です。本稿では、銅(Ⅰ)系ハロゲン化物材料の最新の研究進展を体系的に概説し、結晶構造設計から出発して、その電子特性、光学特性および制御可能な合成戦略を深入りして検討しました。研究により、銅(Ⅰ)系ハロゲン化物材料は、構造調整(例えばAサイトのカチオン選択、ハロゲン成分の最適化)を通じて、鉛系ペロブスカイトの高い蛍光量子収率とスペクトルの調整性を受け継ぐだけでなく、材料の安定性および環境適応性を著しく向上させ、鉛系ペロブスカイト材料の毒性および不安定性の問題を効果的に解決しました。一般に、その広帯域発光特性は自己トラップ励起子発光機構に由来し、大きなストークスシフト、長い発光寿命、強い励起子-フォノン結合特性として現れます。本稿では、単結晶、ナノ結晶、薄膜の合成技術を紹介し、発光ダイオード(LED)、光電検出器、X線シンチレータなどの光電デバイス分野での研究進展をまとめました。例えば、銅(Ⅰ)系ハロゲン化物材料を用いた緑色LEDの外部量子効率は13%を超え、Cs3Cu2I5薄膜を用いた深紫外光電検出器は17.8 A·W-1の高感度を達成し、Cs3Cu2I5シンチレータの光出力は79,279 photons·MeV-1に達しました。将来的には、材料の次元を精密に制御し、デバイス界面工学を最適化し、新しい応用シナリオを探索することで、銅(Ⅰ)系ハロゲン化物材料は光電デバイスの高効率化、環境配慮、多機能化を促進すると期待されます。

关键词

銅(Ⅰ)系ハロゲン化物材料;構造調整;自己トラップ励起子発光;光電デバイス;無鉛材料

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