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ヘテロ接合量子ドットを用いる超高効率デバイス開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K19128
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分36:無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
研究機関名古屋大学

研究代表者

鳥本 司  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60271029)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード量子ドット / 発光材料 / 光電気化学 / 光触媒 / 多元半導体 / I-III-VI族 / 量子ドット光触媒 / 粒子組成制御 / I-III-VI族半導体 / ナノ粒子 / エネルギー変換デバイス / 組成制御 / ヘテロ接合 / 発光
研究成果の概要

光キャリアに影響を及ぼすような欠陥準位が少ない高品質な低毒性多元量子ドットの合成法を確立した。さらにその組成制御を高精度に行い、多元量子ドットの電子エネルギー構造を精密制御した。得られた量子ドットの発光特性、光電気化学特性、光触媒活性を評価することで、量子ドットの粒子形状、組成、電子エネルギー構造が及ぼす影響を解明した。これらの結果は、本研究で得た低毒性量子ドットが、実用化可能な光機能材料として有用であることを示す。

研究成果の学術的意義や社会的意義

低毒性なI-III-VI族元素をベースとする多元半導体量子ドットを液相化学合成法により作製した。さらに異なる半導体と接合させる、あるいは多元量子ドットの粒子組成を空間的に変調させることによって、粒子内部にヘテロ接合を形成させ、多元量子ドットの光化学特性を大きく向上することができた。本研究で開発した新規な低毒性多元量子ドットは、実用化が可能な材料であり、様々な分野での利用が期待される。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件、 招待講演 6件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Temperature dependences of photoluminescence intensities observed from AgInGaS and AgInGaS/GaSx core-shell nanoparticles2020

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Ichimiya, Tatsuya Kameyama, Tsukasa Torimoto, Taro Uematsu, Susumu Kuwabata, Masaaki Ashida
    • 雑誌名

      Journal of Nanophotonics

      巻: 14 号: 01 ページ: 016010-016010

    • DOI

      10.1117/1.jnp.14.016010

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tailored Photoluminescence Properties of Ag(In,Ga)Se2 Quantum Dots for Near-Infrared In Vivo Imaging2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Kameyama, Hiroki Yamauchi, Takahisa Yamamoto, Toshiki Mizumaki, Hiroshi Yukawa, Masahiro Yamamoto, Shigeru Ikeda, Taro Uematsu, Yoshinobu Baba, Susumu Kuwabata, and Tsukasa Torimoto
    • 雑誌名

      ACS Appl. Nano Mater.

      巻: 3 ページ: 3275-3287

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced Photoelectrochemical Properties of Zn-Ag-In-Te Nanocrystals with High Energy Photon Excitation2019

    • 著者名/発表者名
      Kameyama Tatsuya、Sugiura Kouta、Kuwabata Susumu、Okuhata Tomoki、Tamai Naoto、Torimoto Tsukasa
    • 雑誌名

      ChemNanoMat

      巻: 5 号: 8 ページ: 1028-1035

    • DOI

      10.1002/cnma.201900241

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct surface modification of semiconductor quantum dots with metal-organic frameworks2019

    • 著者名/発表者名
      Kumagai Kohei、Uematsu Taro、Torimoto Tsukasa、Kuwabata Susumu
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 21 号: 37 ページ: 5568-5577

    • DOI

      10.1039/c9ce00769e

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Core Nanoparticle Engineering for Narrower and More Intense Band-Edge Emission from AgInS2/GaSx Core/Shell Quantum Dots2019

    • 著者名/発表者名
      Hoisang Watcharaporn、Uematsu Taro、Yamamoto Takahisa、Torimoto Tsukasa、Kuwabata Susumu
    • 雑誌名

      Nanomaterials

      巻: 9 号: 12 ページ: 1763-1763

    • DOI

      10.3390/nano9121763

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 高性能な“低毒性”量子ドットを開発!2019

    • 著者名/発表者名
      鳥本司,亀山達也,上松太郎,桑畑進
    • 雑誌名

      化学

      巻: 74 ページ: 44-48

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Wavelength-Tunable Band-Edge Photoluminescence of Nonstoichiometric Ag-In-S Nanoparticles via Ga3+ Doping2018

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Kameyama, Marino Kishi, Chie Miyamae, Dharmendar Kumar Sharma, Shuzo Hirata, Takahisa Yamamoto, Taro Uematsu, Martin Vacha, Susumu Kuwabata, and Tsukasa Torimoto
    • 雑誌名

      ACS Applied Mater. Interfaces

      巻: 10 号: 49 ページ: 42844-42855

    • DOI

      10.1021/acsami.8b15222

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Narrow band-edge photoluminescence from AgInS2 semiconductor nanoparticles by the formation of amorphous III-VI semiconductor shells2018

    • 著者名/発表者名
      Taro Uematsu, Kazutaka Wajima, Dharmendar Kumar Sharma, Shuzo Hirata, Takahisa Yamamoto, Tatsuya Kameyama, Martin Vacha, Tsukasa Torimoto, and Susumu Kuwabata
    • 雑誌名

      NPG Asia Mater.

      巻: 10 号: 8 ページ: 713-726

    • DOI

      10.1038/s41427-018-0067-9

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Photoluminescence characterization of ZnS-AgInS2 (ZAIS) nanoparticles adsorbed on plasmonic chip studied with fluorescence microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Wataru Minoshima, Ryuya Ito, Takayuki Takiyama, Tatsuya Kameyama, Tsukasa Torimoto, and Keiko Tawa
    • 雑誌名

      J. Photochem. Photobiol. A: Chem.

      巻: 367 ページ: 347-354

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2018.08.032

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-photon absorption spectrum of solid solution nanocrystals of ZnS-AgInS22018

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Suzuki, Shozo Onishi, Kazuya Matsumoto, Takayuki Takiyama, Tatsuya Kameyama, Tsukasa Torimoto, and Jun Kawamata
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 47 ページ: 1475-1477

    • DOI

      10.1246/cl.180718

    • NAID

      130007534800

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Ionic Liquid/Metal Sputtering Technique for Preparation of Metal and Alloy Nanoparticles2020

    • 著者名/発表者名
      Tsukasa Torimoto, Tatsuya Kameyama, and Susumu Kuwabata
    • 学会等名
      ISPlasma2020/IC-PLANTS2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Solution-phase Syntheses of Multinary Semiconductor Nanocrystals Composed of Less-toxic Elements and Their Photochemical Properties2019

    • 著者名/発表者名
      Tsukasa Torimoto, Tatsuya Kameyama, Susumu Kuwabata
    • 学会等名
      The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies (PACRIM13),
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Controllable Photoluminescence Property of Ag(In,Ga)S2 Quantum Dots2019

    • 著者名/発表者名
      Tsukasa Torimoto, Tatsuya Kameyama, Marino Kishi, Chie Miyamae, Taro Uematsu, Susumu Kuwabata
    • 学会等名
      The 10th Integrated Molecular/Materials Science & Engineering (IMSE-10)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Size- and composition-dependent localized surface plasmon resonance of colloidal Au-Ag nanorings2019

    • 著者名/発表者名
      Tsukasa Torimoto, Kosuke Sasamoto, Tatsuya Kameyama
    • 学会等名
      The International Symposium Plasmonics and Nanophotonics (iSPN2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Preparation of Dumbbell-Shaped Nanocrystals Composed of ZnS-AgInS2 Solid Solution and Their Photocatalytic H2 Evolution Activity2018

    • 著者名/発表者名
      T. Torimoto, S. Koyama, T. Kameyama
    • 学会等名
      233rd ECS Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Photocatalytic H2 Evolution Activity of Dumbbell-shaped Nanocrystals Composed of ZnS-AgInS2 Solid Solution2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kameyama, S. Koyama, T. Yamamoto, S. Kuwabata, T. Torimoto
    • 学会等名
      Materials Challenges in Alternative and Renewable Energy (MCARE 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [産業財産権] 分離装置および固定相部材およびナノ粒子の分離方法2019

    • 発明者名
      鳥本 司,亀山達矢,山口奈緒子,竹岡敬和,坪井泰之,石原 一
    • 権利者名
      名古屋大学、公立大学法人大阪
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-084653
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2021-02-19  

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