金光义彦 化学研究所教授、汤本郷 同特定助教、广理英基 同准教授、寺西利治 同教授らの研究グループは、レーザー光パルスをハライドペロブスカイト半導体CsPbBr3ナノ粒子に照射すると、可视光领域の光がレーザー光パルスの当たっている间のみ超高速に変调され、その大きさが近赤外领域のレーザー光で特异に増大する现象を室温で発见しました。
固体中の电子状态はレーザー光パルスの照射によって変调することが可能であり、超高速な量子状态制御や光スイッチングの応用に向けて、半导体ナノ构造を中心に盛んな研究が行われてきました。しかし、従来の半导体ナノ构造では、大きな光変调が実现するレーザー光の波长领域が限定的であり、また低温での报告に留まっていました。本研究では、ハライドペロブスカイト半导体ナノ粒子における大きなスピン轨道相互作用に起因した多準位电子状态を利用することにより、室温?光通信帯波长で効率的な超高速光変调が可能であることを明らかにしました。これらの结果は、次世代太阳电池材料として期待されるハライドペロブスカイト半导体が、従来の半导体ナノ构造では実现不可能であった新たな光スイッチングデバイスや光変调素子の材料としても有能であることを示した重要な成果です。
本研究成果は、2021年5月21日に、国際学術誌「Nature Communications」に掲載されました。
図：室温においてハライドペロブスカイト半导体颁蝉笔产叠谤3ナノ粒子に近赤外光を照射すると、
従来の光シュタルク効果から予想される振る舞い（黒点线）とは异なり、
バンド端电子状态の间隔贰0が大きく変调されることを発见。
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Go Yumoto, Hideki Hirori, Fumiya Sekiguchi, Ryota Sato, Masaki Saruyama, Toshiharu Teranishi, Yoshihiko Kanemitsu (2021). Strong spin-orbit coupling inducing Autler-Townes effect in lead halide perovskite nanocrystals. Nature Communications, 12, 3026.
