ホットキャリア光反応実現のためのヘテロ量子ドットの探求

• Project/Area Number: 25K01621
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 28030:Nanomaterials-related
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 亀山 達矢 信州大学, 学術研究院繊維学系, 准教授 (40646759)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000); Fiscal Year 2027: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2026: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2025: ¥9,880,000 (Direct Cost: ¥7,600,000、Indirect Cost: ¥2,280,000)
• Keywords: 量子ドット / 半導体ナノ粒子 / 光エネルギー変換 / ホットキャリア / 光触媒

Outline of Research at the Start

本研究では、離散化された電子準位を持つ量子ドットにおける遅い緩和過程を利用し、新たな高効率光エネルギー変換の実現を試みる。バルク半導体では、高いエネルギー準位に励起されたホットキャリアは、ピコ秒オーダーでバンド端準位まで急速に緩和するため、入射光のエネルギーをそのまま活用することが難しい。一方で、量子ドットを用いることで、この高エネルギー状態の電子や正孔を失活させることなく化学反応に利用することが可能となり、光触媒による太陽光燃料生成の高効率化など、さまざまな応用が期待される。本研究は、量子ドットをキーマテリアルとして用い、これを基盤とするホットキャリア化学反応の実現を目指すものである。