屈折率を光で制御 －ビーカーで作るペロブスカイト材料の新しい光機能を解明－

田原弘量 化学研究所助教、金光義彦 同教授らの研究グループは、ハロゲン化金属ペロブスカイトに光を照射することで大きく屈折率が変化することを発見しました。さらに、この屈折率変化を利用してレーザー光の偏光を制御する実験に成功しました。

本研究成果は、2018年3月23日に国際学術誌「Advanced Optical Materials」に掲載されました。

概要

ハロゲン化金属ペロブスカイトは溶液塗布によって結晶化する物質で、薄膜太陽電池の研究を中心として世界で盛んに研究されています。また、高い発光効率を示すことから発光ダイオードなどの材料としても研究が行われています。これまで、光の受光（太陽電池）や発光（ダイオード）に関する研究は行われてきましたが、光を照射したときの特性の変化については明らかになっていませんでした。

本研究グループは、このハロゲン化金属ペロブスカイトの単結晶に対してパルス光を照射したときの屈折率の変化を測定しました。液晶テレビや光通信では「電場」によって屈折率が変化する現象を利用していますが、「光」によって屈折率が変化する現象はフォトリフラクティブ効果と呼ばれ、さまざまな物質で研究が行われてきました。

本研究では、ハロゲン化金属ペロブスカイトがフォトリフラクティブ効果を示すことを世界で初めて明らかにしました。さらに、この屈折率変化を利用してレーザー光の偏光を回転させる実験に成功し、ハロゲン化金属ペロブスカイトの光通信デバイスなどへの新たな利用法を示しました。