【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.29】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22NU0267
利用課題名 / Title
ハイパボリック・メタマテリアルによる高効率有機発光デバイスの開発
利用した実施機関 / Support Institute
名古屋大学 / Nagoya Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
スパッタリング/Sputtering,ナノフォトニクスデバイス/ Nanophotonics device,ナノエレクトロニクスデバイス/ Nanoelectronics device,メタマテリアルメタマテリアル/ Metamaterial
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
松井 龍之介
所属名 / Affiliation
三重大学大学院工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
堀内聡
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
加藤剛志,本田杏奈
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術代行/Technology Substitution
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
誘電体と金属のナノ超薄膜の交互積層により得られるハイパボリック・メタマテリアル（HMM）の高いパーセル因子を活用すれば、高発光デバイスの創成が可能となる。H25年度より継続して二酸化チタン/銀の交互積層HMMの作製と、有機半導体薄膜の発光増強に関する研究に取り組んできた[1]。H29年度からは金とアルミナに変更し、二酸化チタンと銀によるものと同等の蛍光増強を確認している。本研究では、高発光性の有機半導体Alq3の発光増強に適したHMM構造の設計と作製を行なった。
実験 / Experimental
まずはパーセル増強因子の理論計算により、Alq3の発光ピーク波長530nmで高い発光増強を示すHMMの構造設計を行った。金とアルミナによるHMMの作製ならびにスペーサー層としてのSiO2の成膜は名大先端研の３元マグネトロンスパッタ装置（島津製作所製 HSR-522）を利用して行った。
結果と考察 / Results and Discussion
パーセル増強因子の理論計算により最も高い発光増強を示すと見積もられた金およびアルミナ膜厚が10nmおよび2nmの10周期の交互積層によるHMMを作製した。さらに最上層にはスペーサー層として膜厚20nmのSiO2を成膜した。比較のために、膜厚や周期の異なる５個の試料を作製した。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
・参考文献 松井，宇佐美，電学論, 135, 408 (2015).
・共同研究者：大阪大学 梶井博武 准教授
・加藤剛志 教授、本田杏奈 様（ともに名古屋大学）に感謝します。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- (1) Tatsunosuke Matsui, Fumiya Hashikawa, and Hirotake Kajii, "Enhanced fluorescence of poly(9,9-dioctylfluorene-alt-benzothiadiazole) (F8BT) utilizing hyperbolic metamaterials as substrates", 12th International Symposium on Organic Molecular Electronics (ISOME2022), May 26-28 (2022).
- (2) T. Matsui, F. Hashikawa, and H. Kajii, "Enhanced fluorescence of fluorene-based pi-conjugated copolymer utilizing hyperbolic metamaterials", (Invited talk), META 2022, the 12th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics, July 19 – 22 (2022).
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件