3/18 量子ドットの物性・合成・耐久性向上と ディスプレイおよびセンサーへの応用動向

(株)量子材料技術／国立研究開発法人 産業技術総合研究所（兼業）取締役CTO／

関西センター 村瀬 至生 氏

 　コロイド法（溶液法）で作る量子ドットは、３年前にノーベル化学賞に選ばれた分野である。蛍光体としてのこの１０年の進展は著しく、発光効率などの特性が飛躍的に向上して価格が劇的に低下し、量子ドットテレビとして実用化されて、家電量販店でも良く見られるようになった。一時のブームは落ち着いて、次の展開を探る研究が進んでいる。

　本講座では、量子ドットの基礎的物性や合成法をノーベル賞の受賞経緯も交えて概説するとともに、実用化で直面する耐久性の問題と解決法を解説する。量子ドットは、表面の割合(体積に対する表面の比率)が大きく、表面の僅かな欠陥で発光特性が変化する。この表面の状態をより深く理解し、耐久性を上げるために蓄積してきたゾル‐ゲル法によるガラスコートの手法を、他の最新の研究とも比較しながら、講演者独自の見解を加えて解説する。さらに、近年のセンサー応用の動向の解説も加える。

１．量子ドット研究分野の概観
　1.1 量子ドット研究の経緯とノーベル化学賞
　1.2 ドープされた量子ドットで期待されたこと
 
２．量子ドットの基本的な物性と粒成長メカニズム
　2.1 物理的、化学的性質（量子サイズ効果など）
　2.2 エネルギー準位の計算方法と留意点
　2.3 量子ドットのサイズと濃度の求め方
　2.4 粒成長メカニズムと発光効率
 
３．各種量子ドットの合成法・特徴と留意点
　3.1 親水性CdTeの合成法
　3.2 親水散性ZnSeと光化学反応を利用したシェルの付加
　3.3 疎水性CdSeの合成と発展
　3.4 疎水性InPの合成と最近の進展
　3.5 ハロゲン化鉛ペロブスカイト、硫化鉛およびカルコパイライト
 
４．量子ドットのガラスマトリックスへの各種分散法
　4.1 バルク体への量子ドット分散
　4.2 薄膜への高濃度分散
　4.3 微小ガラスカプセル中への分散・安定化
 
５．量子ドットの各種特性評価の方法
　5.1 単一分子検出法の発明の経緯ともう一つのノーベル賞
　5.2 単一粒子検出とブリンキング
　5.3 発光効率（量子収率）の計算法
　5.4 耐光性の測定・評価法
 
６．耐久性向上の具体策
　6.1 ポリマーを用いる方法
　6.2 イオン結晶による閉じ込め
　6.3 アルミナ薄膜による被覆
　6.4 ガラスカプセル化
 
７．量子ドットの各応用分野と今後の課題・展望
　7.1 ディスプレイ用蛍光体としての量子ドット
　7.２ 量子ドットを用いた医療用の蛍光試薬
　7.3 赤外センサー
 
８．量子ドットを巡るよくある質問と回答
　8.1 量子ドットディスプレイと有機ＥＬディスプレイの違い
　8.2 ガラスカプセルの具体的使用法、量産性と価格
　8.3 カドミウム使用の制限（RoHS指令）について
 
９．まとめ

□ 質疑応答 □

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