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2017 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
キーワードシリコン量子ドット / 量子ドットLED / 発光ダイオード / ナノ粒子 / 発光体
研究実績の概要

本研究では,シリコン(Si)を発光体とするSi量子ドットを作製し,それを用いた量子ドットLEDの開発を目的とした。量子ドットの作製には,次の三つの方法を導入した。すなわち,1)レーザーアブレーション法,2)化学合成法,3)焼成法である。1)については,液中に静置したSiウエハにナノ秒パルスレーザーを照射し,青色領域で発光する量子ドットの開発に成功した。2)については,有機合成的にSi誘導体を液中で還元させ,その凝集過程によりSi量子ドットの合成に成功した。その結果,青色領域でより発光効率の高いSi量子ドットの合成に成功した。3)については,シルセスキオキサンを1100℃の高温での焼成反応により,赤色,オレンジ色で発光するSi量子ドットの合成に成功した。これら3種類の手法でのSi量子ドットの合成は当初の計画通りであり,目的を達成できた。なお,これらの3種は全て表面官能基の異なる量子ドットでもある。また,これら3種類の量子ドットを用い,Si量子ドット溶液の塗布法により量子ドットLEDの開発を行った。全てにおいてLEDが作製できた。特に1)の量子ドットを用いたSi量子ドットLEDが最もよい素子であった。これらの成果は学会または学術論文として発表した。また,一部の発表においては,国内外の学術界,出版社,メディアからも注目された。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 産業財産権 (3件)

  • [国際共同研究] Polish Academy of Sciences(ポーランド)

    • 国名
      ポーランド
    • 外国機関名
      Polish Academy of Sciences
  • [雑誌論文] Comparison of picosecond and nanosecond lasers for the synthesis of TiN sub-micrometer spherical particles by pulsed laser melting in liquid2018

    • 著者名/発表者名
      S. Sakaki, K. Saitow, M. Sakamoto, H. Wada, Z. Swiatkowska-Warkocka, Y. Ishikawa, N. Koshizaki
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 11 ページ: 3

    • DOI

      DOI: 10.7567/APEX.11.035001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Uniaxial orientation of P3HT film prepared by soft friction transfer method2017

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

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 5141/1-10

    • DOI

      doi:10.1038/s41598-017-05396-9

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Solvent dependence of laser-synthesized blue-emitting Si nanoparticles: size, quantum yield, and aging performance2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Xin, T. Kitasako, M. Maeda, K. Saitow
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 674 ページ: 90-97

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.cplett.2017.02.060

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of size-controlled luminescent Si nanocrystals from (HSiO1.5)n polymers2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Xin, R. Wakimoto, K. Saitow
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 46 ページ: 699-702

    • DOI

      doi.org/10.1246/cl.170048

    • 査読あり
  • [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

    • 査読あり
  • [学会発表] TiO2による蛍光増強:サイズ依存性2018

    • 著者名/発表者名
      花谷快渡, 坂本全教, 吉原久未, 齋藤健一
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 層状物質WS2による蛍光増強の観測,および相数依存性の検証2018

    • 著者名/発表者名
      坂本全教, 齋藤健一
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 層状物質MoS2による蛍光・ラマン増強効果:実験と理論計算による電場増強効果の観測2018

    • 著者名/発表者名
      坂本全教, 齋藤健一
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 高純度H凝集体P3HTフィルムの作成2018

    • 著者名/発表者名
      加治屋大介, 齋藤健一
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 水とSi微粒子とのメカノケミカル反応による大量の水素生成:ダングリングボンド,比表面積,温度の影響2018

    • 著者名/発表者名
      大田晴久, 上田大樹, 齋藤健一
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] 水と金属のメカノケミカル反応による水素生成:反応生成物と水素生成量の相関2018

    • 著者名/発表者名
      山本拓哉, 中野恭裕, 齋藤健一
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] Large amounts of hydrogen generated from mechanochemical reaction between H2O and Si particles: how dangling bonds, specific surface area, and temperature affect the reaction?2018

    • 著者名/発表者名
      OHTA Haruhisa, UEDA Taiki, SAITOW Ken-ichi
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] Hydrogen generation by mechanochemical reaction between metal and water: relation of reaction products and the hydrogen generation2018

    • 著者名/発表者名
      YAMAMOTO Takuya, NAKANO Yasuhiro, SAITOW Ken-ichi
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] Preparation of Pure-H-Aggregate P3HT Film by One-Pot Solution Process2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kajiya, Ken-ichi Saitow
    • 学会等名
      2018 MRS Spring Meeting
  • [学会発表] Significant Field Enhancement by MoS2 Flake―Enhanced Intensities of Fluorescence and Raman Spectrum of Dye Molecule2017

    • 著者名/発表者名
      Masanori Sakamoto, Ken-ichi Saitow
    • 学会等名
      2017 MRS Spring Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Si量子ドットにおける可視発光の波長制御とLEDへの応用2017

    • 著者名/発表者名
      齋藤健一
    • 学会等名
      技術情報協会セミナー「量子ドットの合成技術と蛍光増強,安定性の向上」
    • 招待講演
  • [学会発表] 超臨界流体および溶液中でのレーザー照射による微粒子創出とその応用展開:量子ドットLED,太陽電池等2017

    • 著者名/発表者名
      齋藤健一
    • 学会等名
      富士ゼロックス株式会社,画像形成材料事業部研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Si のダングリングボンドと水素生成の相関:メカノケミカル法による反応2017

    • 著者名/発表者名
      大田晴久, 山本拓哉, 上田大樹, 齋藤健一
    • 学会等名
      日本化学会中四国支部大会 鳥取大会
  • [学会発表] Silicon Quantum Dots Synthesized from Hydrogen Silsesquioxane and Photoluminescence Controlled by Etching2017

    • 著者名/発表者名
      Xu Yuping, 寺田詩歩, Xin Yunzi, 齋藤健一
    • 学会等名
      日本化学会中四国支部大会 鳥取大会
  • [学会発表] MoS2 quantum dots synthesized by pulsed laser ablation in a mixed-solvent2017

    • 著者名/発表者名
      Tang Jingmin, 坂本全教, 齋藤健一
    • 学会等名
      日本化学会中四国支部大会 鳥取大会
  • [学会発表] Silicon Quantum Dots Synthesized from HSQ Polymer: Bluegreen and Red Photoluminescence Controlled by Chemical Etching2017

    • 著者名/発表者名
      Yuping Xu, Shiho Terada, Yunzi Xin, Ken-ichi Saitow
    • 学会等名
      The 14th Nano Boi Info Chemistry Symposium
    • 国際学会
  • [図書] 量子ドットLED,「量子ドット材料の技術と応用展開」5章2節,2017

    • 著者名/発表者名
      齋藤健一(分担執筆)
    • 総ページ数
      210
    • 出版者
      情報機構
  • [産業財産権] 水素の製造方法2018

    • 発明者名
      齋藤健一,山本拓哉
    • 権利者名
      広島大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-038114
  • [産業財産権] 光触媒用チタン酸化物の製造方法及び光触媒材料2017

    • 発明者名
      齋藤健一,王雨豊
    • 権利者名
      広島大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2017-094483
  • [産業財産権] 電場増強基板2017

    • 発明者名
      齋藤健一,吉原久未
    • 権利者名
      広島大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2017-092153

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公開日: 2018-12-17  

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