【公開日：2025.02.10】【最終更新日：2025.02.10】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23MS5016
利用課題名 / Title
有機鉛ペロブスカイトの蛍光寿命の測定
利用した実施機関 / Support Institute
自然科学研究機構 分子科学研究所 / IMS
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
蛍光寿命, 励起子寿命, 有機鉛ペロブスカイト, 超高速測定
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)
西田 純
所属名 / Affiliation
分子科学研究所 メゾスコピック計測研究センター（熊谷G）
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
上田 正
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
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)
有機鉛ペロブスカイトは新しい光電変換物質として注目されている。一方でその試料の中には多様な空間スケールの不均一性が存在すると考えられており、その階層的な理解のためには従来の顕微測定を上回る時空間分解能で光励起後の励起子・キャリアの生成、及びその不均一性を理解する必要がある。分子研熊谷グループではこれを可能にする超高速赤外ナノイメージングシステムを開発、実装した。しかしながら、このシステムは高繰り返し(~80 MHz)のレーザーに基づいており、試料に対する励起が10 ns以下で十分緩和していないと用いることができない。本実験では、対象として想定している二次元有機鉛ペロブスカイトの蛍光寿命を時間相関単一光子計数法(TCSPC)を用いて測定し、励起から緩和に至るまでのアンサンブル平均下における緩和時間を測定した。
実験 / Experimental
対象とする試料としては二次元有機鉛ペロブスカイトの一種である(PEA)2PbBr4 (PEA = phenylethylamine)を用いた。ペロブスカイトはフッ化カルシウム基板上に窒素グローブボックス下でスピンコートしたものをそのまま封入し、大気に晒さないように調整したものを用いた。505 nmのレーザーパルスで励起を行い、530 nmの蛍光を検出した（フィルターとしてはY52を用いた）。TCSPCモジュールの時間分解能は50 psとした。レーザーの繰り返しは1 kHzであった。
結果と考察 / Results and Discussion
二次元ペロブスカイトの蛍光とその時間発展を観測することができた。蛍光強度は10 nsの間にほぼ三桁緩和しており、超高速赤外ナノイメージングシステムにおける測定に適していることが示された。実際にこの測定後、対象とする試料から局所パンプ・プローブ信号を取得することができた。今後、データの解釈や試料の最適化を行い、結果をまとめることを考えている。
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)
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.
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