ポリマーオプトエレクトロニクスデバイスにおけるカーボンドットに担持された銀ナノ粒子の汎用的な表面プラズモン共鳴

有機材料における表面プラズモンと励起子の結合によって、有機オプトエレクトロニクスデバイスの性能を向上できる。今回我々は、カーボンドットを還元剤とテンプレートの両方に用いてカーボンドットに担持された銀ナノ粒子（CD–Agナノ粒子）を作り、溶液プロセスが可能なポリマー発光ダイオードとポリマー太陽電池を作製している。CD–Ag ナノ粒子の表面プラズモン共鳴効果によって、著しい放射放出とさらなる光吸収が可能になり、対照デバイス（ポリマー発光ダイオードで電流効率11.65 cd A⁻¹と発光効率6.33 lm W⁻¹、 ポリマー太陽電池で電力変換効率7.53％と内部量子効率91％）と比較して著しく高い性能、つまりポリマー発光ダイオードで電流効率27.16 cd A⁻¹と発光効率18.54 lm W⁻¹、ポリマー太陽電池で電力変換効率8.31％と内部量子効率99％が得られた。 こうした結果は、CD–Agナノ粒子が、高性能ポリマーオプトエレクトロニクスデバイスを実現する汎用的かつ効果的な手段となることを示している。