2019 Fiscal Year Annual Research Report
全無機水分散性コア／シェル構造シリコン量子ドットのバイオフォトニクス応用展開
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16H03828
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
藤井 稔 神戸大学, 工学研究科, 教授 (00273798)
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2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | シリコン量子ドット / 蛍光体 / 近赤外 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
半導体量子ドットは，生体内蛍光材料としてさまざまな魅力的な特性を有している。代表者らは最近，ホウ素とリンを高濃度にドーピングしたシェルを有する新しいタイプの水分散性シリコン量子ドットを開発した。この量子ドットは，バイオメディカル応用に有効な様々な特徴を有しており，極めて汎用性の高い新ナノバイオフォトニクス材料になる可能性を秘めている。本研究は，この新材料のバイオ応用のための汎用的基盤技術を開発することを目的とする。本年度は，以下の成果を得た。
I) これまでに開発してきたシリコン量子ドットの表面修飾技術等を融合し、IgG抗体にシリコン量子ドットを結合する技術の開発を行った。その結果，シリコン量子ドットの近赤外発光特性を損なうことなく，またIgG抗体の結合活性を損なうことなく複合体を形成する事に成功した。これは、シリコン量子ドットを蛍光体とする蛍光検出型バイオセンサを開発する上で、最も重要なステップの一つである。
II) 蛍光検出型バイオセンサの高感度化を実現する上で、基板から一定の距離に存在する蛍光体の蛍光のみを増強する技術の開発が非常に重要である。その実現のために、金の凹凸構造（プラズモニック基板）の開発を行った。その結果、量産可能な手法で、従来のプラズモニック基板に比べて非常にシャープな共鳴を有する構造の開発に成功した。
III) 本プロジェクトで開発したシリコン量子ドットの形成技術をさらに発展させ、リン化ホウ素量子ドット及びホウ素、シリコン、リンからなる新しい3元化合物量子ドットの開発を行った。実験と理論計算により、これらの量子ドットの構造とエネルギー準位構造を初めて明らかにし、またこれらが光触媒として有望な材料であることを示した。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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