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材料:分子性有機素子におけるナノ結晶の1枚の単層から発する電界発光

Nature 420, 6917 doi: 10.1038/nature01217

有機および無機材料をナノメートルスケールで集積してハイブリッドオプトエレクトロニクス構造体にすると、有機材料の多様性と無機ナノ結晶がもつ高性能の電子および光学特性とを結びつけた能動素子を実現できる。そのようなハイブリッド素子の最適化は、究極的には、機能の異なる材料の正確な配置に依存する。成熟したナノメートルスケールの加工技術がないためにこれが難しいことは、これまでの研究ですでに強調されている。今回我々は、有機材料の処理のしやすさとコロイド量子ドット(QD)の狭帯域で効率のよい発光を結びつけたハイブリッド発光ダイオード(LED)を示す。発光過程を電荷伝導から分離するために、QDの1枚の単層だけが2枚の有機薄膜に挟まれた量子ドットLED(QD-LED)を作成した。これは、QDを覆う脂肪族基と芳香族有機材料との間で有機相が分離することを利用する方法で達成された。QDがもっぱら発光団として機能する我々の素子では、発光効率(2,000 cd m-2で1.6 cd A-1)は従来QD-LEDの最良の結果より25倍にも改善されたことを見出した。我々の相分離法の再現性と正確さは、この技術が他の有機・無機ハイブリッド素子の作成にも広く応用できることを示している。

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