Soochow大学が近赤外ペロブスカイト量子ドットLEDで外部量子効率24.8%を達成：バイオイメージングと情報暗号化に応用

2026年7月5日

Quantum Zeitgeist (Soochow University) 中国

概要

中国Soochow大学の機能ナノ＆ソフトマテリアル研究所は、近赤外ペロブスカイト量子ドットLED（PQD-LED）において、外部量子効率（EQE）24.8%という世界最高水準の性能を達成しました。この画期的な成果は、「イオン液体媒介表面再構築戦略」により、PQDの安定性を高め、電荷輸送を改善することで実現されました。本技術は、欠陥形成を抑制し、膜の導電性を向上させることで、バイオイメージングや情報暗号化といった高度なアプリケーション向けの効率的な近赤外LEDの実現に大きく貢献します。

詳細

主要成果

中国のSoochow大学（蘇州大学）機能ナノ＆ソフトマテリアル研究所の研究者チームが、近赤外（NIR）ペロブスカイト量子ドットLED（PQD-LED）において、驚異的なピーク外部量子効率（EQE）24.8%を達成しました。これは、NIR PQD-LED分野における世界最高水準の記録であり、バイオイメージングや情報暗号化といった高度なアプリケーション向けの効率的なデバイス開発を大きく前進させます。

技術・臨床詳細

この画期的な性能は、「イオン液体媒介表面再構築戦略（ionic liquid-mediated surface reconstruction strategy）」という革新的な手法によって実現されました。研究チームは、イオン液体を用いてPQD表面の欠陥を効果的に”修復”し、同時にPQD薄膜の導電性を向上させることに成功しました。これにより、キャリア注入のバランスが最適化され、非放射再結合が抑制された結果、極めて高い発光効率が得られました。具体的には、この戦略により、トラップ密度は2分の1に低下し、膜の導電性は1桁向上しました。これにより、PQDは従来の課題であった安定性の低さや効率低下の問題を克服し、持続的な高輝度発光が可能になりました。このPQD-LEDは、生体組織への光散乱・吸収が少ない近赤外光を発するため、深部組織のイメージング（例えば、血管構造や腫瘍のリアルタイム可視化）に応用可能です。また、情報暗号化においては、高効率で安定したNIR光源として、セキュアな通信システムやデータストレージ技術への貢献が期待されます。

背景・業界文脈

近赤外発光ダイオード（NIR-LED）は、バイオイメージング、医療診断、通信、セキュリティなど、多岐にわたる分野で需要が高まっています。特に、ペロブスカイト量子ドット（PQD）は、その高い光ルミネッセンス量子収率、狭い半値幅、広い色域カバー能力から、次世代のディスプレイや照明、光電子デバイス材料として大きな注目を集めています。しかし、PQDは湿気や酸素に対して不安定であり、デバイス化した場合の長期的な安定性と効率の低下（ロールオフ）が実用化における主要な課題でした。Soochow大学の成果は、この安定性問題に対する実用的な解決策を提示し、PQD-LEDの商業化に向けた大きな一歩となります。

今後の展望

Soochow大学のこのブレークスルーは、高性能な近赤外PQD-LEDの商業化を加速させ、特に医療分野での診断精度向上と、情報通信分野でのデータセキュリティ強化に貢献するでしょう。将来的には、ウェアラブル生体センサー、暗視デバイス、さらには量子通信といった最先端技術への応用も期待されます。今後の研究開発は、デバイスの寿命延長、さらなる効率向上、および大規模生産技術の確立に焦点が当てられるでしょう。この技術は、光電子デバイス産業において中国がリードする可能性を示唆しており、グローバルな技術競争において重要なインパクトを与えることが予想されます。

元記事: https://quantumzeitgeist.com/light-science-applications-near-infrared-electroluminescence/

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