フランスの研究チーム、世界初の単一分子LEDを開発

February, 14, 2014, Strasbourg--ストラスブール物理・材料化学研究所(IPCMS, CNRS/Université de Strasbourg)の研究チームは、UPMCおよびCEAと協働で、初のシングル分子LEDを開発した。
デバイスは、走査トンネリング顕微鏡の先端と金表面の間に置かれた単一のポリチオフェンワイヤでできている。電流が一定の方向に流れる時にのみこのデバイスは発光する。この実験的成果は、最小スケールの電子とフォトンとの相互作用を明らかにするものである。さらに、これは将来の分子コンピュータ用のコンポーネント実現に向けた一歩でもある。
LEDの大きな利点は、非常に小さくできることであり、点光源が実現可能になる。究極の微小化のハードルをストラスブールのIPCMSの研究チームが、CNRS/UPMCのチームと協力して克服し、史上初のシングル分子LEDを開発した。
これを実現するために研究チームは1個のポリチオフェンワイヤを用いた。この物質は伝導性が優れている。ポリチオフェンワイヤは、水素、炭素、硫黄でできており、すでに市場に出ている比較的大きなLEDを造るために用いられている。ポリチオフェンワイヤを走査トンネリング顕微鏡の先端に、反対側の端を金表面にとりつけ、電流がこのナノワイヤを通過する時に発光が記録された。チオフェンワイヤが発光ダイオード(LED)として機能することを観察した。電流が顕微鏡先端から金表面に流れる時にのみ発光した。極性を反転させると発光はほとんどなかった。
研究チームは、ナノワイヤで負電荷(電子)と正電荷(ホール)が結合し、そのほとんどのエネルギーをフォトンに移すとき発光することを示した。チオフェンワイヤに10万電子が注入される毎に1個のフォトンが放出される。その波長は赤の領域だった。
(詳細は、 www.cnrs.fr)