研究課題
半導体量子ドット（QD）によって構成される革新的ナノスケールエネルギー変換デバイスを創製するために、（１）近接場光を利用したQDの粒径制御、および（２）近接場光を利用したナノスケールエネルギー変換デバイス作製法の開発、を行った。近接場光によって動作するナノフォトニックエネルギー変換を高効率に動作させるためには、QDの粒径制御が重要となる。ZnO QDの合成法として，ゾル・ゲル法が利用されているが、この時、得られるQDの粒径は、温度ゆらぎによって決まる粒径のばらつきが発生する。そこで、（１）では、QDに発生する近接場光を利用したQDの粒径制御技術の開発を行った。その結果、粒径のばらつきを大幅に改善（28%から21%）することに成功した。このことは、従来の熱揺らぎによって決まる粒径ばらつきの理論限界を超えた制御法を確立した画期的成果である。QDを用いてエネルギー変換を発生させるためには、粒径の異なるQDを隣接して固定する必要がある。そこで、（２）では、異なるQDが隣接して接近した時のみに固定化される近接場光固定法を開発した。量子ドットには、ZnOおよびCdSeの二種類を利用して、これらを紫外線硬化樹脂と混合した。近接場光発生用には、紫外線硬化樹脂と反応しない可視光を用いた。その結果、二つのQDが近接した際に発生した近接場光によってエネルギー上方変換が発生し、その結果、QDが近接した状態で固定されることを発見した。得られたQDペア内部では、紫外光を吸収するZnOから可視光で発光するCdSeに対して高効率でエネルギー移動し、可視発光することが確認された。
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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