近藤研究室

東京大学 先端科学技術研究センター高機能材料分野/工学系研究科マテリル工学専攻

 高品質半導体結晶を作製可能な製膜法を駆使し、フォトニクスへの応用が期待される化合物半導体やペロブスカイト型半導体を研究しています。

GaAs_and_perovskite

化合物半導体GaAsとペロブスカイト型半導体の結晶構造

ペロブスカイト型太陽電池材料の研究

高品質結晶成長や発電メカニズム解明に向けて、高効率で大面積化可能な薄膜太陽電池材料として有望なハロゲン化金属ペロブスカイト型半導体の物性研究を行っています。 (1) 多元共蒸着を用いた高品質ハロゲン化金属ペロブスカイト薄膜・ヘテロ構造薄膜の作製とその物性研究、(2) 高品質ハロゲン化金属ペロブスカイト薄膜の光物性の解明、(3) 高品質ハロゲン化金属ペロブスカイト薄膜を用いた太陽電池の開発などを研究しています。

ハロゲン化ペロブスカイト単結晶と薄膜の成長方法の研究

 発光/受光デバイス応⽤が期待されるハロゲン化ペロブスカイト単結晶薄膜の作製から研究を行っています。様々な組成分布・積層構造をもつ高純度ペロブスカイト型半導体薄膜についてその成長方法から研究しています。

Perovskite_crystal_and_film

ハイブリッドペロブスカイト型半導体の単結晶と薄膜

⾃発的混晶化・光誘起スピノーダル分解の研究

ヨウ素系であるCH3NH3PbI3と臭素系であるCH3NH3PbBr3のハロゲン化鉛ペロブスカイト多結晶薄膜を順次積層すると自発的に混晶化する一方で、 光吸収で2種類の組成に分離する光誘起スピノーダル分解が起こることを見出しました。

Spinodal_phase_separation

自発的混晶化と光誘起スピノーダル分解。(左)X線回折パターンとそれぞれの薄膜構造。(右)光誘起スピノーダル分解の温度依存性

ヘテロエピタキシャル膜作製の研究

 発光/受光デバイス応⽤が期待されるハロゲン化ペロブスカイト薄膜を単結晶上に蒸着することでヘテロエピタキシャル薄膜を実現する研究を行っています。

Perovskite_heterostructure

CH3NH3Pb(Br0.93I0.07)3単結晶薄膜のヘテロエピタキシャル膜形成

ペロブスカイト型半導体ダブルヘテロ積層膜の研究

発光デバイスへの応用が期待されるタブルヘテロ膜を実現する研究を行っています。

Fabrication_of_hetero-structure

CH3NH3PbCl3/CH3NH3PbI3/CH3NH3PbCl3ダブルヘテロ積層膜

副格子交換GaAs超格子MBE成長と波長変換素子の研究

副格子交換エピタキシー結晶成長の研究

  大容量光通信や分光などへの応用を念頭に高機能なGaAsを用いた波長変換デバイスについて研究しています。

GaAs_sublattice_exchange_

化合物半導体結晶の方位を原子レベルで制御する副格子交換エピタキシーで成長されるGaAs薄膜での結晶構造

導波路型擬似位相整合波長変換素子の研究

波長変換素子のための化合物半導体結晶成長技術の研究などに取り組んでいます。化合物半導体は非常に非線形光学定数が大きいため、波長変換材料として優れています。 化合物半導体結晶の方位を原子レベルで制御する副格子交換エピタキシーなどを独自に開発・研究してきました。


GaAs_wavelength_converter

周期分極反転構造を用いた波長変換デバイスの構造