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2016 年度 実績報告書

Si量子ドットの作製と高いEL量子収率を持つハイブリッド白色LEDの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15H02001
研究機関広島大学

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)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード量子ドット / フォトルミネッセンス / ナノ粒子 / LED
研究実績の概要

2 年目の28 年度では焼成法を新たに加え,「合計3 種類の手法でのSi 量子ドットの作製と,それぞれのSi 量子ドットを発光体としたハイブリッド白色LED を作製」し,「発光特性と構造・物性の相関」の研究を行った。そして,高効率LED 白色を生み出す作製条件を追求した。
具体的には,HSiCl3と水を0℃で反応させ,シルセスキオキサン(以下,HSQポリマー)を合成した。この際に,溶媒の希釈条件や混合条件により,異なる構造を有するHSQポリマーが生成した。このポリマーを,高温(1100℃)で還元し,Si 量子ドットを作製した。その後,エッチングと不飽和炭化水素のヒドロシリル化反応により,表面を炭化水素で化学修飾したSi 量子ドットを得た。ポリマーの構造の違いにより,発光の色が青と赤と異なることが明らかとなった。また,レーザーアブレーション法で生成したSi量子ドットについて,溶媒効果とエージング効果により,発光の量子収率が著しく異なることが明らかとなった。これらの成果は,学術論文として出版された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度までに,申請した内容をすべて予定通りに実行できているため。

今後の研究の推進方策

今までに行っている3つの作製法でSi量子ドットを引き続き行う。そして,それらを用いたLEDの作製を行う。両者について,よりパフォーマンスの高いモノづくりを行う。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Solvent dependence of laser-synthesized blue-emitting Si nanoparticles: size, quantum yield, and aging2017

    • 著者名/発表者名
      Yunzi Xin, Takumi Kitasako, Makoto Maeda, Ken-ichi Saitow
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 676 ページ: 90-97

    • DOI

      http://doi.org/10.1016/j.cplett.2017.02.060

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Size-controlled Luminescent Si Nanocrystals from (HSiO1.5)n Polymers2017

    • 著者名/発表者名
      Yunzi Xin, Ryo Wakimoto, Ken-ichi Saitow
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 46 ページ: 699-702

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1246/cl.170048

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 超臨界状態を利用したレーザによるナノ粒子合成と光電変換デバイスへの8応用2017

    • 著者名/発表者名
      齋藤健一
    • 雑誌名

      レーザ加工学会誌

      巻: 24 ページ: 24-28

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Significant difference in the attractive energies of ethane and ethanol in supercritical CO22017

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kajiya, Ken-ichi Saitow
    • 雑誌名

      The Journal of Supercritical Fluids

      巻: 120 ページ: 328-334

    • DOI

      http://doi.org/10.1016/j.supflu.2016.05.050

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Performance of Si/PEDOT:PSS Hybrid Solar Cell Controlled by PEDOT:PSS Film Nanostructure2016

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Ikeda, Tomoyuki Koganezawa, Daisuke Kajiya, Ken-ichi Saitow
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 120 ページ: 19043-19048

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.6b07101

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enhancement of Out-of-Plane Mobilities of Three Poly(3-alkylthiophene)s and Associated Mechanism2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kajiya, Tomoyuki Koganezawa, Ken-ichi Saitow
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 120 ページ: 23351-23357

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.6b06833

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enhancements of Out-of-plane Mobility in P3HT Film: Face-on Orientation Produced by Rubbing2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kajiya, Tomoyuki Koganezawa, Ken-ichi Saitow
    • 雑誌名

      SPring-8/SACLA Research Frontiers 2015

      巻: - ページ: 116-117

    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] レーザ照射によるナノ粒子生成:光電変換デバイスへの活用2016

    • 著者名/発表者名
      齋藤健一
    • 雑誌名

      Colloid and Interface Communication

      巻: 41 ページ: 15-17

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] シロキサン修飾したSi量子ドット:可視発光の量子収率2017

    • 著者名/発表者名
      藤本 啓資, 辛 韵子, 齋藤 健一
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] 層状物質MoS2による蛍光・ラマン増強効果の観測2017

    • 著者名/発表者名
      坂本 全教, 齋藤 健一
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] Tg付近での熱処理によるMEH-PPVフィルムの移動度増加2017

    • 著者名/発表者名
      加治屋 大介, 小金澤 智之, 齋藤 健一
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2017-03-14 – 2017-03-17
  • [学会発表] ラビングによるP3ATフィルムの面外移動度の増加2017

    • 著者名/発表者名
      加治屋 大介, 小金澤 智之, 齋藤 健一
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2017-03-14 – 2017-03-17
  • [学会発表] 液中ピコ秒パルスレーザー加熱による窒化チタン球状粒子の合成2017

    • 著者名/発表者名
      榊 祥太, 越崎 直人, 齋藤 健一, 坂本 全教, 和田 裕之, 石川 善恵
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2017-03-14 – 2017-03-17
  • [学会発表] Si量子ドットにおける可視発光の波長制御:2種類の極性溶媒を用いたHSQポリマーの合成とその焼成2017

    • 著者名/発表者名
      寺田 詩歩, 辛 韵子, 齋藤 健一
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2017-03-14 – 2017-03-17
  • [学会発表] 量子ドットLED:塗布プロセスで作製する無機・有機ハイブリッド構造2017

    • 著者名/発表者名
      齋藤 健一
    • 学会等名
      照明学会固体光源分科会 公開研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2017-01-30 – 2017-01-30
    • 招待講演
  • [学会発表] 2 種類の極性溶媒を用いた HSQ ポリマーの合成および発光性 Si ナノ粒子の作製2016

    • 著者名/発表者名
      寺田 詩歩, 辛 韵子, 齋藤 健一
    • 学会等名
      日本化学会中国四国支部大会 香川大会
    • 発表場所
      高松
    • 年月日
      2016-11-05 – 2016-11-06
  • [学会発表] 可視発光するSi量子ドットの液相合成と表面修飾による光学特性2016

    • 著者名/発表者名
      藤本 啓資, 辛 韵子, 齋藤 健一
    • 学会等名
      ナノ学会第14回大会
    • 発表場所
      北九州
    • 年月日
      2016-06-14 – 2016-06-16
  • [学会発表] Nanomaterial synthesis and enhanced performances of optoelectrical devices2016

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Saitow
    • 学会等名
      4th Conference on Advanced Nanoparticle Generation and Excitation by Lasers in Liquids (4th ANGEL)
    • 発表場所
      エッセン,ドイツ
    • 年月日
      2016-05-09 – 2016-05-12
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-01-16  

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