カドミウムフリー量子ドットの表面修飾による高機能化

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K05196
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分28020:ナノ構造物理関連
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 上松 太郎 大阪大学, 工学研究科, 講師 (20598619)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 量子ドット蛍光体 / カドミウムフリー / 表面修飾 / ゾルーゲル法 / 金属誘起構造体（MOF) / 複合化

研究成果の概要

最近、硫化ガリウムとのコア／シェル化により発光スペクトルの単色化に成功したカドミウムフリー量子ドット「硫化銀インジウム」を中心とし、発光機能の一層の向上と、実用的な耐久性付与を目指し、様々な方法による表面修飾を実施した。無機材料やハイブリッド材料である金属誘起構造体(MOF)を量子ドット表面から直接成長させるため、合成直後の量子ドットに結合している表面配位子を脱離性の高いものに交換した後、成長させる材料の原料物質をゆっくりと添加した。電子顕微鏡観察により、これらの材料に包埋された量子ドットが得られたことが確認され、耐久性向上や、光機能の相乗効果による量子ドットの発光強度増加に成功した。

自由記述の分野

ナノ材料、光化学、電気化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

光の波長を変換する物質である蛍光体は、照明やディスプレイなど社会のあらゆる場面で活躍しており、情報社会の根幹をなす技術である。そして量子ドットは、様々な波長で励起することができ、色純度の高い光を発する新しいカテゴリーの蛍光体である。カドミウム化合物を中心に開発されたが、社会実装とともにカドミウムフリー化が強く求められており、我々は現在有力候補とされる２つのうち１つである「硫化銀インジウム量子ドット」を開発した。本研究は、ナノ材料の表面を分子レベルでデザインすることで、機能強化や耐久性向上を図ったものである。