Functionalization of cadmium-free quantum dots by surface modifications

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05196
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 28020:Nanostructural physics-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Uematsu Taro 大阪大学, 工学研究科, 講師 (20598619)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 量子ドット蛍光体 / カドミウムフリー / 表面修飾 / ゾルーゲル法 / 金属誘起構造体（MOF) / 複合化

Outline of Final Research Achievements

The cadmium-free quantum dot "silver indium sulfide", which we have successfully obtained the monochromatic emission by gallium sulfide shell coating, were examined for further improve the photoluminescence properties and impart practical durability. Various surface modifications were applied, i.e., growing inorganic materials or hybrid materials directly from the quantum dot surface. The sources of these mateirals were injected dropwise to the solution of quantum dots, whose capping ligands had been exchanged to easily removable one. An incorporation of the quantum dots were conformed by a transmission electron microscopy, and an improvmenet of durability and/or an enhancement of the quantum dots were demonstrated by a synergetic effect of the two materials.

Free Research Field

ナノ材料、光化学、電気化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

光の波長を変換する物質である蛍光体は、照明やディスプレイなど社会のあらゆる場面で活躍しており、情報社会の根幹をなす技術である。そして量子ドットは、様々な波長で励起することができ、色純度の高い光を発する新しいカテゴリーの蛍光体である。カドミウム化合物を中心に開発されたが、社会実装とともにカドミウムフリー化が強く求められており、我々は現在有力候補とされる２つのうち１つである「硫化銀インジウム量子ドット」を開発した。本研究は、ナノ材料の表面を分子レベルでデザインすることで、機能強化や耐久性向上を図ったものである。