コロイド法による量子ドットの合成と物性制御、安定化と応用

量子ドットは、色素や希土類イオンとは違った特徴を持つ新しいタイプの蛍光体として知られるようになった。4Kディスプレイとして実用化され、バイオ用の蛍光試薬としての応用も進み、太陽電池への応用も考えられている。 　本講座では、コロイド法で作る蛍光性量子ドットの合成の歴史から始めて、基本的な物性、合成法、ガラスマトリックスを用いた安定化技術、評価方法や理論的背景などの概略を説明する。特に自分たちの経験に基づいた具体的な事例を挙げて、解説する。また、発光効率100%の量子ドット、ハロゲン化鉛ペロブスカイトなど最新のトピックスを解説し、今後の応用について展望する。

1. 量子ドット研究の背景と歴史
   1. 量子ドット合成の方法と研究の歴史
   2. ドープされた量子ドットについて
      1. マンガンイオンドープのZnS量子ドット
      2. 蛍光体の各種物性と実現できる輝度
2. 基本的な物性と粒成長メカニズム
   1. 物理的、化学的性質 (量子サイズ効果など)
   2. エネルギー準位の計算方法
      1. 簡易法
      2. 量子力学計算
   3. 量子ドットのサイズと濃度の求め方
   4. 粒成長メカニズムと発光効率
3. 合成法
   1. 水分散性CdTe
   2. 水分散性ZnSeと光化学反応を利用したシェルの付加
   3. 疎水性InPと水相への転換
   4. 疎水性CdSeの各種合成法
4. ガラスマトリックスを用いた安定化技術
   1. バルク体への量子ドット分散
   2. 薄膜への分散およびファイバー形成
   3. 水分散性量子ドットの微小カプセル中への分散、磁性ナノ粒子との同時分散
   4. 疎水性量子ドットの微小カプセル中への分散
5. 評価と応用
   1. 単一分子検出法の発明の経緯とノーベル賞
   2. 単一粒子検出とブリンキング
   3. 発光効率 (量子収率) の計算法
   4. 蛍光試薬
   5. 太陽電池
   6. 耐光性の測定・評価方法
   7. 細胞毒性
6. トピックス
   1. 発光効率100%の量子ドット
   2. 光増強と光劣化
   3. ハロゲン化鉛ペロブスカイト
7. まとめ
• 質疑応答