量子ドットの特性、合成技術と応用展開

第1部 コロイド量子ドット蛍光体-物性・合成・ガラスカプセル化と、応用展開 -

(2019年1月10日 10:00〜12:00)

1. はじめに
   1. コロイド量子ドット研究の背景
   2. ドープされた量子ドットと輝度
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
   2. エネルギー準位の計算
   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. 各種量子ドットの合成法
   1. 親水性CdTe
   2. 疎水性InPと水相への転換
   3. 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. 薄膜への分散等
   3. 微小ガラスカプセル中への分散
5. 評価
   1. 単一分子検出法の発明とノーベル賞
   2. 単一粒子検出とブリンキング
   3. 毒性
6. 最新動向と応用
   1. 発光効率100%の量子ドット
   2. カルコパイライト
   3. ガラスカプセルと医療応用
   4. 太陽電池等
• 質疑応答

第2部 カドミウムフリー量子ドット;材料,合成,特性とその応用

(2019年1月10日 12:40〜14:00)

1. 量子ドットにおけるカドミウムフリー化
   1. CdSe量子ドットの特性
   2. Cd量を低減した量子ドット
   3. カドミウムフリー材料のバリエーション
2. InP量子ドット
   1. 合成法
   2. 発光特性
   3. 課題と解決策
3. I-III-VI2量子ドット
   1. I-III-VI2量子ドットのポテンシャル
   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
   5. AgInS2量子ドット
4. 新しい化合物半導体量子ドット
   1. ZnTe系量子ドット
      1. ZnTe系量子ドットのポテンシャル
      2. ZnTe-ZnSe量子ドット
      3. ZnTe-ZnS量子ドット
   2. 酸化物半導体
5. 有機-無機ハイブリッドPbペロブスカイト量子ドット
6. 波長変換,自発光素子への応用例
7. おわりに
• 質疑応答

第3部 単分散シリコン量子ドットの開発と発光特性

(2019年1月10日 14:10〜15:20)

　環境親和性半導体ナノ材料として注目されているシリコン量子ドットに関して、基礎物性について簡単に説明した後、作製方法、物性制御方法、複合材料、応用探索等について、最近の研究状況を紹介する。

1. シリコン
   1. 元素としてのシリコン
   2. シリコン結晶
2. シリコン量子ドットの基礎特性
   1. 量子サイズ効果
   2. シリコン量子ドットの基礎特性
3. シリコン量子ドットの作製方法
   1. ポーラスシリコン
   2. バルクシリコン結晶の微細加工
   3. SiOx (x<2) 薄膜の熱処理
   4. 無機ポリマーの熱処理
   5. Si-rich BPSGの熱処理
   6. シラン系ガスのプラズマ分解
   7. シリコンハロゲン化物の還元
4. シリコン量子ドットの物性制御
   1. 表面修飾
   2. サイズ制御
   3. サイズ選別
   4. 形状制御と配列制御
   5. キャリア制御 (置換型不純物ドーピング)
   6. キャリア制御 (化学ドーピング)
5. シリコン量子ドット複合材料
   1. 機能性分子との複合体
   2. シリコン量子ドット含有ポリマー
   3. プラズモニクス材料との複合体
6. シリコン量子ドットの応用
   1. 蛍光バイオイメージング
   2. バイオセンサー
   3. 光触媒
   4. 発光型太陽光集光器
   5. 発光ダイオード
   6. 太陽電池
   7. 薄膜トランジスタ
   8. リチウムイオン電池
• 質疑応答

第4部 量子ドット蛍光体デバイスの展望

(2019年1月10日 15:30〜16:30)

　量子ドット (QD) の基礎からはじめて、QD特性を活かしたデバイスへの応用について広く解説する。まずは、QDの蛍光体としての性能を発揮できるディスプレイの応用に着目して、次世代ディスプレイにおいては、必須のキーマテリアルであることを理解してもらう。ディスプレイ以外のデバイス応用に関して、量子ドット1個の基礎物性を活かした大変興味深い事例も紹介する。最後に量子ドットのデバイス応用に対する課題とその解決の方向性を示してまとめとする。

1. 量子ドット (QD) とは
2. 次世代ディスプレイ
   1. 次世代ディスプレイに求められる社会的背景
   2. 次世代ディスプレイに求められる技術的背景
   3. なぜ、次世代ディスプレイにQDが必要なのか
3. QDディスプレイ
   1. 液晶ディスプレイ (LCD) 向け白色バックライトへのQD応用
   2. 将来有望なQDディスプレイ (QDはキーマテリアル)
   3. LCD with QD pixel color conversion
   4. μLED ディスプレイ
   5. 自発光QD-ELディスプレイ
4. ディスプレイ以外のデバイス応用
   1. 照明
   2. 太陽電池
   3. センサー
   4. 通信 (量子暗号)
      • 量子ドット1個、極低温での基礎物性について
5. 量子ドットデバイス応用の課題と方針
• 質疑応答

第5部 半導体量子ドットの形成と光デバイスへの応用

(2019年1月10日 16:40〜17:40)

　量子ドットのオプトエレクトロニクス応用に関する研究の最前線を、予備知識のない方に もわかるように、当該分野の基本情報や量子ドットに関する基礎知識から説きおこしま す。量子ドットは既に半導体レーザなどに実用化されていますが、現在進行している新 しい応用研究の成功が、今後のICT やIoT 技術の発展のためにとても重要であること が理解できます。

1. オプトエレクトロニクス分野における量子ドットの研究開発
   1. 2種類の半導体量子ドット
   2. エピタキシャル型量子ドットの成長制御
   3. コロイド型量子ドットの成長制御
   4. コロイド型量子ドットの応用分野
2. 量子ドットの太陽電池応用
   1. グローバル・エネルギー・ビジョン
   2. 太陽電池の可能性とその限界
   3. 超高効率を実現する量子ドット太陽電池とは
   4. 2種類の量子ドットによる挑戦
   5. 量子ドット超格子とは
   6. 量子ドット超格子の作製方法
   7. ファセット付き量子ドット
   8. 量子ドット超格子の擬単結晶化
   9. 量子ドット配位子の交換
   10. 量子ドット間距離と中間バンドの制御
3. 量子ドットの量子情報デバイス応用
   1. 実用化間近の量子情報技術
   2. 単一光子発生器
   3. 操作型プローブ顕微鏡リソグラフィ
   4. 単一量子ドットの位置制御
   5. 量子ドットとメタマテリアルとの組み合わせ
• 質疑応答