| 研究課題/領域番号 |
20K05256
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分28020:ナノ構造物理関連
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
濱中 泰 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20280703)
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| 研究分担者 |
葛谷 俊博 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (00424945)
武田 圭生 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (70352060)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 量子ドット / 超格子 / 半導体ナノ粒子 / 3次元周期構造 / ミニバンド / 励起移動 / ドット間相互作用 / 量子共鳴 / 超蛍光 / 協力現象 / 光物性 / 高圧 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ナノテクノロジーの発達に伴い、量子ドットと呼ばれる１億分の１メートル以下のサイズの半導体超微粒子を使用した飛躍的に高い性能を持つ太陽電池等の様々な光デバイスが提案され、研究が進められている。量子ドットを周期的に秩序立って配列させると、量子ドット同士が互いに協力し合い、特異な電気伝導性や光学特性が発現することが予測されており、応用上興味深い。しかし、このような精密な構造を作製することが難しいために研究が進んでいない。本研究では、量子ドットを精密に配列させる新規な方法を開発し、量子ドット間の協力的な相互作用の特徴を解明して、新しい光機能を開拓する。
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| 研究成果の概要 |
量子ドットとは半導体材料の超微粒子のことであり、そのサイズは1～10ナノメートル程度（10億分の1から1億分の1メートル）である。量子ドットは優れた光学特性を示し、新しい発光デバイス材料や太陽電池材料として注目されている。研究の目標は、原子を規則的に配列した結晶と同様に、多数の量子ドットを周期的に集積した超格子とよばれる人工的な構造体を作製し、単体の量子ドットでは見られない新規な光学特性を発現させることと、その特性の解明とした。本研究では、量子ドットから組み立てる超格子の作製法を開発した。また、圧力を加えて量子ドットの間隔を変化させ、ドット間の結合の強さを制御することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ナノテクノロジーの進歩は目覚ましいが、ナノサイズの超微粒子（量子ドット）を規則的に配列した超格子を作製することは、依然として難易度が高い。超格子的構造であっても、量子ドット間の電子的結合がないと新奇な特性は生まれない。本研究では、真の量子ドット超格子の新しい作製法の開発に成功し、ドット間の結合を精密に制御する技術の端緒を得た。この成果には、量子ドット超格子の特性解明を試料作製法と研究手法の提案によって強力に後押しする学術的意義がある。また、このような新規な人工材料の研究は、高効率な太陽電池や画期的な光・電子デバイスの実現に向け、材料開発の面からSDGsの目標達成に貢献する社会的意義がある。
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