非カドミウムコロイダル量子ドットの合成・応用とその最新動向

コロイダル半導体量子ドットは、量子閉じ込め効果を起源とするバルク半導体にはないユニークな特性のため、各種の光および光電子デバイスへの応用が期待されている。サイズにより発光波長を任意に制御できるという性質を利用した波長変換材料 (蛍光体) は、液晶ディスプレーのバックライト用LED青色光の波長変換素子として、ごく最近上市されている。量子ドットへの電流注入による発光素子も近年ではその効率が向上し、OLEDと競争できるレベルに達している。一方、量子ドットのマルチエキシトン生成や量子準位を用いた中間バンドによる、太陽電池素子の超高効率化も検討されている。 　本講演では、量子ドットならではの応用技術、CdSeコロイダル量子ドットを例にその合成技術、カドミウムフリー量子ドット蛍光体の設計および合成、量子ドットを用いた各種発光素子技術、太陽電池など発光材料以外の新しい用途などについて、講演者らの成果を中心に世界の最新動向をわかりやすく解説する。特にI-III-VI2およびIII-V化合物半導体量子ドットの合成技術に関して、量産プロセスへの展開を視野に入れた安全性の高い方法を紹介する。コロイダル量子ドットの開発にこれから従事する方から、数年程度の経験のある方を対象として、コロイダル量子ドットの特性、合成法、応用展開に向けた材料設計指針などの習得を目指す。

1. 量子ドットの特長
   1. バルク半導体との違いは何か
   2. 量子ドットの作製方法
   3. 特長を活かせる応用展開は
2. 可視光発光材料としてのコロイダル量子ドット
   1. CdSeの特徴
   2. 合成法の特徴
   3. 非カドミウム系材料;III-VおよびI-III-VI2化合物半導体
3. III-VI化合物半導体量子ドット蛍光体の合成法とその特性
   1. 合成方法
   2. InP系量子ドット蛍光体
4. I-III-VI2化合物半導体量子ドット蛍光体の合成法とその特性
   1. I-III-VI2化合物半導体のポテンシャル
      1. 量子閉じ込め効果のシミュレーション
      2. I-III-VI2化合物半導体量子ドットへの適用
   2. (I-III-VI2) – (II-VI) 混晶半導体量子ドット
   3. CuInSe2量子ドット
   4. CuInS2量子ドット
      1. 欠陥由来の発光中心
      2. 励起子再結合発光
5. コロイダルZnO量子ドットの紫外発光技術
   1. 従来技術の課題
   2. ZnO量子ドットの新規合成法
   3. 紫外発光の高輝度化
6. コロイダル量子ドットを用いた発光素子
   1. EL素子の開発状況
   2. 素子化技術の抱える課題
7. コロイダル量子ドットを用いた超高効率太陽電池素子
   1. 超高効率を達成するメカニズム
   2. 量子ドット材料に望まれる物性・材料設計
   3. PbSe,PbS量子ドット
   4. III-V化合物半導体量子ドット
      1. 従来の合成法とその課題
      2. 新しい合成法
8. コロイダル量子ドットの将来展望
• 質疑応答・個別質問・名刺交換