室温で紫～橙色で光るp型／n型半導体を実現ー スピネル型硫化物を基盤とした独自の化学設計指針 ー （半沢幸太助教、平松秀典教授）
東京科学大学（Science Tokyo）総合研究院 フロンティア材料研究所の半沢幸太助教、同 元素戦略MDX研究センターの細野秀雄特命教授（東京科学大学栄誉教授）、同 フロンティア材料研究所の平松秀典教授（兼 元素戦略MDX研究センター）らの研究チームは、独自の化学設計指針を打ち立てることで、今までは光・電子機能とは無縁と考えられていたスピネル型硫化物(Zn,Mg)Sc2S4が、室温で紫～橙色の広範囲で光り、かつp型にもn型にも制御可能な半導体であることを発見しました。
現在、発光ダイオード（LED）やレーザーダイオードとして用いられているInGaN系（窒化物）やAlGaInP系（リン化物）の材料では、人間の視感度[用語1]が最も高い緑色において発光効率が大きく低下するという「グリーンギャップ問題」があります。また、太陽電池においては、光を高効率に吸収可能な新しい半導体材料が強く望まれています。発見した硫化物半導体はそれらすべての機能を満足しており、次世代のLEDや太陽電池に使える新材料として期待できます。
本成果は、9月17日付（米国東部時間）の「Journal of the American Chemical Society」誌に掲載されました。
掲載誌 : Journal of the American Chemical Society
論文タイトル : d0 Cation-Based Spinel-Type Sulfide Semiconductors with Color-Tunable Direct-Gap and Ambipolar Dopability
著者 : Kota Hanzawa, Takayuki Nagai, Ryoga Nagasawa, Takayoshi Katase, Hideo Hosono, and Hidenori Hiramatsu
DOI: 10.1021/jacs.5c12816
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