ペロブスカイト硫化物SrHfS_3の室温緑色発光

摘要

高輝度ディスプレイや小型プロジェクターなどの次世代光デバイスの実現には、三原色で効率よく発光する自発光素子が不可欠である。しかし、現在主流のIII-V族半導体は緑域における発光効率が極端に低いため、2.3 eV 程度のバンドギャップを有し、かつ室温でも明るく光る新しい半導体物質・材料の開発が強く望まれている。そこで我々は、狭いバンド幅と高発光効率を示す励起子に着目している。高い励起子束縛エネルギー（BE, 室温の熱エネルギーは約25 meV）を得るにはイオン性結晶を選択することが望ましい。例えばSrF_2は0.9 eV と高いBEを持つが、共有結合性のGeやGaAsは4 meV と非常に低い。自発光素子応用のためにもう1つ重要なファクターであるn型とp型の両方の電荷輸送特性制御を実現するには、真空準位に対して深い伝導帯と浅い価電子帯からなる電子構造が要求される。しかし、イオン結合性のアルカリ土類もしくは前期遷移金属化合物は、一般的に浅い伝導帯と深い価電子帯を持つため、制御された不純物ドーピングが難しい。