| 研究課題/領域番号 |
18H03863
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分28:ナノマイクロ科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
桑畑 進 大阪大学, 工学研究科, 教授 (40186565)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
41,600千円 (直接経費: 32,000千円、間接経費: 9,600千円)
2020年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
2019年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2018年度: 23,790千円 (直接経費: 18,300千円、間接経費: 5,490千円)
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| キーワード | 量子ドット / 半導体ナノ粒子 / フォトルミネッセンス / 量子サイズ効果 / コア・シェル構造 / カドミウムフリー / 蛍光材料 |
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| 研究成果の概要 |
サイズが10 nm以下である半導体ナノ粒子（量子ドット）は、バルク半導体が有しない発光特性や量子サイズ効果を示す。しかし、高性能な量子ドットは全てカドミウム化合物である。我々は、カドミウム元素を複数の低毒性元素に置き換えることにより、カドミウムフリーの量子ドットを合成することに成功している。しかし、スペクトル的にブロードな欠陥サイトからの発光ゆえ、その特性は十分だとは言えない。本研究では、量子ドット表面に他種の半導体を被覆するコア・シェル構造体を構成する事で、シャープなバンド端発光を示す量子ドットへ劇的に変身させ、量子ドットを実用性を向上させるコア・シェルテクノロジーの開発を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
サイズが10 nm以下の半導体粒子は量子ドットと呼ばれており、蛍光を発し、その色は粒子のサイズで変化し、かつ有機蛍光分子よりも耐久性が優れているので、新しい発光素子として興味が持たれている。しかし、これまでに開発されてきた高特性な量子ドットは全てカドミウム化合物であった。我々は、2007年に蛍光を発するカドミウムを含まない量子ドットを開発したが、その蛍光は欠陥サイトから発せられるため、カドミウム化合物量子ドットより劣っていた。しかし、本研究によってバンド端から蛍光を発する、カドミウム化合物と同等の高特性な量子ドットの作製に成功し、量子ドットの本格的応用の可能性を開いた。
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