遅延・二色発光を示す異性体臭化インジウム単結晶を開発 ～発光デバイスやディスプレイへの応用に期待～北海道大学，熊本大学
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熊本大学などのグループは、遅延発光*1と二色発光*2の両方を示す有機–無機ハイブリッド*3型の臭化インジウム単結晶の開発に成功した。
発光材料はLEDやディスプレイなどに利用され、発光色や持続時間は材料中の電子の動きや原子との相互作用で決まる。近年、有機–無機ハイブリッド材料、特にハイブリッド金属ハライド***が注目される。鉛などの有害金属材料の代替として、構造の自由度が高く安全なインジウムのハイブリッド材料への関心が高まるが、複数の発光特性を同時に制御する例はまだ十分な報告はない。
今回、同じ化学組成を持ちながら異なる結晶構造を示す、異性体のような関係にある結晶が、それぞれ緑色及び黄色の発光を示すことを明らかにした。さらに時間分解発光測定により、緑色発光は速い励起子再結合によるものであり、黄色発光は遅れて光る自己束縛型の励起子再結合に由来することを明らかにした。本成果は、原子レベルの構造制御によって発光の色と持続時間を同時に制御できることを示し、安全で高機能な次世代光材料の開発につながると期待される。
*遅延発光：光励起をしたのち、励起状態が長時間持続したのち励起子再結合によって光が遅れて放出される現象。
**二色発光（Dual emission）：同じ化学組成の物質から、構造の違いや外部環境の影響により異なる波長（色）の発光が同時に観測される現象。
***ハイブリッド金属ハライド：ハロゲン元素（塩素や臭素など）、金属元素、有機分子からなる有機–無機ハイブリッド材料。
