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コロイド状半導体量子ドットにおける増幅キャリア抽出方法の新開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K04878
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 ナノ構造物理
研究機関九州工業大学

研究代表者

小田 勝  九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (30345334)

研究分担者 近藤 久雄  愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 講師 (70274305)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード量子ドット / キャリア増幅 / 微小共振器 / 太陽電池 / コロイド状半導体量子ドット / 共振器
研究成果の概要

コロイド状半導体量子ドット(QD)は、1つの光子の照射により、多数個のキャリアが生成されるキャリア増幅現象が見られる系である。この増幅現象により生成されたキャリアをQD内から抽出しようとしても、QD内から外部電極に伝搬するまでにキャリアが熱として消失することが多く、増幅分の抽出は困難である。そこで本研究では、QD内で増幅したキャリアを、微小光共振器構造を備えた素子を利用して光として高速で抽出することにより、その熱消失を回避するという、新しいキャリア抽出法を提案した。この動作に適する高発光性QDの化学合成、および、この抽出法のために専用に設計した素子の作製法の開発を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

コロイド状半導体量子ドット(QD)は、光子1つの照射により多数個のキャリアが生成されるキャリア増幅現象が見られる系の一つである。本課題では、キャリア増幅現象によりQD内で生成された多数個のキャリアを、QDの内から外に効率的に抽出するための新たな手法の開発を行った。QDを、超高効率太陽電池の材料として利用するための技術開発であり、社会的意義のある研究である。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Synthesis and characterization of quantum dot chains: Self-assembly of mercaptopropionic-acid-capped quantum dots conjugated with short single-stranded DNA2019

    • 著者名/発表者名
      Masaru Oda, Kosuke Sasano, Akira Nishi, Tamotsu Zako, Toshiro Tani
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gel electrophoresis and hybridization of DNA-functionalized quantum-dots as part of a study of linear quantum-dot chains2018

    • 著者名/発表者名
      Oda Masaru、Sasano Kosuke、Nishi Akira、Zako Tamotsu、Tani Toshiro
    • 雑誌名

      EPJ Web of Conferences

      巻: 190 ページ: 03009-03009

    • DOI

      10.1051/epjconf/201819003009

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 微小光共振器中における溶液分散コロイド状半導体量子ドットの発光評価2018

    • 著者名/発表者名
      荒井 淳志、細川 拓也、小田 勝、近藤 久雄
    • 雑誌名

      光物性研究会論文集

      巻: 29 ページ: 133-136

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 量子ドット一次元配列構造作製へ向けたDNA機能化量子ドットの分離・精製法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      佐々野 晃輔、西 輝、小田 勝、座古 保
    • 雑誌名

      光物性研究会論文集

      巻: 29 ページ: 29-32

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 有機無機層状ペロブスカイト型半導体微小共振器における光学応答2018

    • 著者名/発表者名
      三橋 健太郎、朝日 敏夫、近藤 久雄、小田 勝
    • 雑誌名

      光物性研究会論文集

      巻: 29 ページ: 129-132

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] アントラセン微小共振器におけるポラリトン発光2018

    • 著者名/発表者名
      野島 尚人、古川 雅文、近藤 久雄、阪東 一毅、小田 勝
    • 雑誌名

      光物性研究会論文集

      巻: 29 ページ: 221-224

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 溶液浸透法によるハロゲン化鉛ぺロブスカイト化合物の単結晶薄膜の作製とその光学応答2018

    • 著者名/発表者名
      中林 冴斗、黒田 夏海、近藤 久雄、小田 勝
    • 雑誌名

      光物性研究会論文集

      巻: 29 ページ: 249-252

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] DNAを用いた量子ドット一次元配列構造作製法の高度化とその光物性評価2017

    • 著者名/発表者名
      佐々野 晃輔、西 輝、赤木 啓人、小田 勝、座古 保、谷 俊朗
    • 雑誌名

      光物性研究会論文集

      巻: 28 ページ: 143-146

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] アントラセン結晶中の励起子寿命における再吸収効果の再考2017

    • 著者名/発表者名
      堀匡紘、田村尚樹、阪東一毅、近藤久雄、河相武利
    • 雑誌名

      光物性研究会論文集

      巻: 28 ページ: 267-270

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] DNA機能化量子ドットの電気泳動分離と一次元配列構造の作製2019

    • 著者名/発表者名
      林田 弦樹、佐々野 晃輔、小田 勝、座古 保
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and optical properties of quantum-dot chains linked by DNA2018

    • 著者名/発表者名
      Masaru Oda, Kosuke Sasano, Akira Nishi, Tamotsu Zako, and Toshiro Tani
    • 学会等名
      12th International Conference on Excitonic and Photonic Processes in Condensed Matter and Nano Materials
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and PL Properties of Quantum-dot Chains: Gel Electrophoresis and Hybridization of DNA-functionalized Quantum-dots2018

    • 著者名/発表者名
      Masaru Oda, Kosuke Sasano, Akira Nishi, Tamotsu Zako, and Toshiro Tani
    • 学会等名
      13th International Conference on Hole Burning, Single Molecule and Related Spectroscopies: Science and Applications
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 微小光共振器中における溶液分散コロイド状半導体量子ドットの光物性2018

    • 著者名/発表者名
      荒井 淳志、細川 拓也、小田 勝、近藤 久雄
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] DNA機能化量子ドットを用いた一次元配列構造の作製と光学評価2018

    • 著者名/発表者名
      佐々野 晃輔、西 輝、小田 勝、座古 保
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 微小光共振器中における溶液分散コロイド状半導体量子ドットの発光評価答2018

    • 著者名/発表者名
      荒井 淳志、細川 拓也、小田 勝、近藤 久雄
    • 学会等名
      第29回光物性研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 量子ドット一次元配列構造作製へ向けたDNA機能化量子ドットの分離・精製法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      佐々野 晃輔、西 輝、小田 勝、座古 保
    • 学会等名
      第29回光物性研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 量子ドット一次元配列構造の作製 : 電気泳動法によるDNA 機能化量子ドットの分離精製2018

    • 著者名/発表者名
      林田 弦樹、佐々野 晃輔、西 輝、小田 勝、座古 保
    • 学会等名
      平成30年度応用物理学会九州支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 水溶液分散半導体量子ドットを入れた微小光共振器構造の作製と光学特性2018

    • 著者名/発表者名
      細川 拓哉、荒井 淳志、小田 勝、近藤 久雄
    • 学会等名
      平成30年度応用物理学会九州支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 有機無機層状ペロブスカイト型半導体微小共振器における光学応答2018

    • 著者名/発表者名
      三橋 健太郎、朝日 敏夫、近藤 久雄、小田 勝
    • 学会等名
      第29回光物性研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アントラセン微小共振器におけるポラリトン発光2018

    • 著者名/発表者名
      野島 尚人、古川 雅文、近藤 久雄、阪東 一毅、小田 勝
    • 学会等名
      第29回光物性研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 溶液浸透法によるハロゲン化鉛ぺロブスカイト化合物の単結晶薄膜の作製とその光学応答2018

    • 著者名/発表者名
      中林 冴斗、黒田 夏海、近藤 久雄、小田 勝
    • 学会等名
      第29回光物性研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] DNAを用いた量子ドット一次元配列構造作製法の高度化とその光物性評価2018

    • 著者名/発表者名
      佐々野 晃輔、西 輝、赤木 啓人、小田 勝、座古 保、谷 俊朗
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] コロイド状半導体量子ドットにおける増幅キャリア抽出法の新開発Ⅱ2017

    • 著者名/発表者名
      小田勝, 矢野岳人, 赤木啓人, 近藤久雄
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] DNAを用いた量子ドット一次元配列構造作製法の高度化とその光物性評価2017

    • 著者名/発表者名
      佐々野 晃輔、西 輝、赤木 啓人、小田 勝、座古 保、谷 俊朗
    • 学会等名
      第28回光物性研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] アントラセン結晶中の励起子寿命における再吸収効果の再考2017

    • 著者名/発表者名
      堀匡紘、田村尚樹、阪東一毅、近藤久雄、河相武利
    • 学会等名
      第28回光物性研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] DNAを用いた量子ドット一次元近接配列構造作製法の作製とその構造・物性評価2017

    • 著者名/発表者名
      西 輝、佐々野 晃輔、赤木 啓人、小田 勝、座古 保、前田 瑞夫、谷 俊朗
    • 学会等名
      平成29年度応用物理学会九州支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] アントラセン微小共振器における非線形ポラリトン発光2017

    • 著者名/発表者名
      野島尚人、古川雅文、近藤久雄
    • 学会等名
      2017年度応用物理・物理系学会中国四国支部合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] コロイド状半導体量子ドットにおける増幅キャリア抽出法の提案と開発2016

    • 著者名/発表者名
      矢野岳人, 赤木啓人, 小田勝, 近藤久雄
    • 学会等名
      平成28年度応用物理学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      対馬市交流センター(長崎)
    • 年月日
      2016-12-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] DNAを用いた量子ドット一次元配列構造作製法の改良とその発光特性研究2016

    • 著者名/発表者名
      早川 賢治, 赤木啓人, 西輝, 小田勝, 座古保, 前田瑞夫, 谷 俊朗
    • 学会等名
      平成28年度応用物理学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      対馬市交流センター(長崎)
    • 年月日
      2016-12-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機無機層状ペロブスカイト型化合物を活性層とする微小共振器の作成とその光学応答2016

    • 著者名/発表者名
      吉田明弘, 朝日敏夫, 古川雅文, 近藤久雄, 阪東一毅
    • 学会等名
      第27回光物性研究会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫)
    • 年月日
      2016-12-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 単結晶微小共振器におけるポラリトン発光2016

    • 著者名/発表者名
      古川雅文, 吉田明弘, 野島尚人, 近藤久雄, 阪東一毅
    • 学会等名
      第27回光物性研究会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫)
    • 年月日
      2016-12-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機微小共振器における振電結合発光の解釈2016

    • 著者名/発表者名
      外山直希, 大塚和仁, 阪東一毅, 近藤久雄
    • 学会等名
      第27回光物性研究会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫)
    • 年月日
      2016-12-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] コロイド状半導体量子ドットにおける増幅キャリア抽出法の新開発2016

    • 著者名/発表者名
      小田勝, 西行響, 赤木啓人, 近藤久雄
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 九州工業大学大学院工学院基礎科学研究系量子物理学部門小田研究室ホームページ

    • URL

      https://www.mns.kyutech.ac.jp/~odamasa/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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