| 研究課題/領域番号 |
19H02556
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
小区分28030:ナノ材料科学関連
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
齋藤 健一 広島大学, 自然科学研究支援開発センター, 教授 (80302579)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
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| キーワード | 量子ドット / ナノ粒子 / 半導体 / シリコン / 量子ドットLED / 量子ドットフィルム / 低次元半導体 / ＬＥＤ / Si量子ドット |
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| 研究開始時の研究の概要 |
量子ドットは夢の光学材料とよばれ，量子ドットの液晶TVやタブレットが市場に出回り始めた。しかし，量子ドットの本格的普及には，解決すべき２つの大きな課題，1) 毒性，2) 耐久性，がある。1) は，Cdフリーが重要で，2) は，劣化原因や耐久性向上の研究が極めて少ない。応募者は過去14年間の研究で，光の三原色ならびに白色で発光するシリコン(Si)量子ドットの生成，世界初の青白発光のSi量子ドットLED を開発した。本研究では，Si量子ドットの溶液，フィルム，LEDの劣化の要因と耐久性向上に必要な物性・構造を解明する。実用化も見据えたCdフリーとなる量子ドットの基礎研究を世界へ発信する。
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| 研究成果の概要 |
量子ドットは夢の光材料とよばれ，テレビやタブレットが出回り始めた。しかし，本格的普及には２つの課題がある。1) 主要な量子ドットはカドミウム(Cd)等の重金属系である。2) 劣化の原因や耐久性向上の研究が少ない。これらの背景において，我々は過去17年間の研究で，三原色発光するシリコン(Si)量子ドット，白色発光するSi量子ドット，青白発光のSi量子ドットLED を開発してきた。本研究では，表面構造の異なるSi量子ドットを合成，Si量子ドット溶液とSi量子ドットデバイスの劣化の要因と耐久性向上に必要な物性・構造を解明した。今後，実用化も見据えたCdフリーとなる量子ドットの開発に発展させる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，表面構造や被覆率の異なるSi量子ドットを合成した。次に，これらのSi 量子ドット溶液，Si 量子ドットフィルム，Si 量子ドット LEDにおいて，それぞれの光物性や構造の変化を追跡した。得られた結果から，量子ドットの状態，物性の変化を数値化した。特に，3種類の方法で，３つの異なる発光波長（青・赤・緑）で発光するシリコン量子ドットの合成に成功した。また，それを用いた光デバイスの作製を行うことができた。
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