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キーワード：
ナノ蛍光体の合成方法/キャラクタリゼーション/ナノ蛍光体の研究例/Siナノ蛍光体/ナノ蛍光体の応用/ELデバイス/カソードルミネッセンス/量子ドットを用いたナノ免疫電顕法/生体反応検出用蛍光プローブ/バイオラベル用蛍光プローブ
刊行にあたって
<普及版の刊行にあたって>
本書は2007年に『ナノ蛍光体の開発と応用』として刊行されました。普及版の刊行にあたり、内容は当時のままであり加筆・訂正などの手は加えておりませんので、ご了承ください。
シーエムシー出版 編集部
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序論 ナノ蛍光体の基盤技術の構築と応用に向けて
1 ナノ蛍光体における表面修飾の役割
2 ナノ蛍光体の種類
3 ナノ蛍光体の合成法と評価
4 ナノ蛍光体の応用と展望
第1章 ナノ蛍光体の合成方法
1 ゾルゲル法(錯体重合法)
1.1 はじめに
1.2 錯体重合法
1.2.1 原理
1.2.2 錯体重合法によるYVO4:Eu3+蛍光体の合成
1.2.3 物質探索手段としての錯体重合法:パラレル合成
1.3 PVA法
1.3.1 原理
1.3.2 PVA法によるYNbO4:Eu3+蛍光体の合成
1.4 錯体均一沈殿法
1.4.1 原理
1.4.2 錯体均一沈殿法によるY2O2S:Eu3+の合成
1.5 おわりに
2 逆ミセル法およびコロイド析出法―表面修飾とサイズチューニング―
2.1 はじめに
2.2 逆ミセル法
2.2.1 逆ミセル法による半導体ナノ粒子の作製
2.2.2 ナノ粒子のサイズ制御
2.2.3 表面修飾による発光特性の向上
2.2.4 発光中心をドープした“ドープ型ナノ粒子”の作製と発光特性
2.3 コロイド析出法
2.3.1 CdSナノ粒子の作製とサイズチューニング
2.3.2 CdSナノ粒子の表面修飾
2.3.3 ナノ粒子のフィルム分散と光学特性の温度依存性
2.4 おわりに
3 ホットソープ法
3.1 はじめに
3.2 ホットソープ法
3.3 キャッピング
3.4 ホットソープ法の最前線と今後の課題
3.5 おわりに
4 超臨界水熱法
4.1 はじめに
4.2 超臨界水の物性と相挙動
4.3 高温高圧水中での化学平衡と酸化物の溶解度
4.4 急速昇温超臨界水熱合成装置
4.5 超臨界水熱合成法の特徴
4.6 超臨界水中でのナノ粒子生成機構
4.7 表面修飾ハイブリッドナノ粒子
4.8 おわりに
5 ソルボサーマル法
5.1 ソルボサーマル法
5.2 ソルボサーマル法による酸化物の合成
5.3 ソルボサーマル法による希土類アルミニウムガーネットの合成
5.4 ソルボサーマル法による複合酸化物の合成
6 スプレー熱分解法 奥山喜久夫,汪偉寧,アグス・プルワント
6.1 はじめに
6.2 噴霧熱分解法による微粒子の合成
6.3 蛍光体ナノ粒子の合成
6.3.1 静電噴霧熱分解法(Electrospray Pyrolysis,ESP)
6.3.2 減圧噴霧熱分解法(Low-pressure Spray Pyrolysis,LPSP)
6.3.3 塩添加噴霧熱分解法(Salt-assisted Spray Pyrolysis,SASP)
6.3.4 高分子添加噴霧熱分解法(Polymer-assisted Spray Pyrolysis,PASP)
6.3.5 火炎噴霧熱分解法(Flame-assisted Spray Pyrolysis,FASP)
6.4 おわりに
第2章 ナノ蛍光体開発に有効なキャラクタリゼーション
1 近接場光学顕微鏡による単一ナノ蛍光体分光
1.1 はじめに
1.2 単一粒子分光に必要な空間分解能
1.3 単一粒子観察の具体的な方法
1.4 近接場光学顕微鏡
1.5 近接場光学顕微鏡プローブ
1.6 単一量子ドット分光の具体例
1.7 量子ドットに閉じ込められた電子の波動関数を見る
1.8 おわりに
2 フォトアコースティクによる光吸収法
3 電子スピン共鳴法による局所構造解析
3.1 ナノ蛍光体の開発における電子スピン共鳴法の有用性
3.2 電子スピン共鳴法
3.2.1 電子スピン共鳴
3.2.2 電子スピン共鳴から得られるパラメーター
3.3 電子スピン共鳴法によるナノ蛍光体の局所構造解析
3.3.1 ZnS:Mn2+ナノ蛍光体
3.3.2 ZnGa2O4:Mn2+ナノ蛍光体
3.4 今後の展開
4 Liquid and Solid State NMR of luminescent nanomaterials Hocine Sfihi
4.1 Introduction
4.2 NMR of semiconductor nanocrystals
4.2.1 NMR of surface molecules
4.2.2 NMR of internal and surface
4.3 Conclusion
第3章 ナノ蛍光体の研究例
1 Siナノ蛍光体 越田信義
1.1 はじめに
1.2 nc-Siの形成
1.3 可視発光の機構と基本特性
1.4 フォトニック応用
1.5 まとめ
2 ZnSナノ蛍光体
2.1 はじめに
2.2 逆ミセル反応場を用いた合成法
2.3 水相中で表面修飾剤を用いた合成法
2.4 粘土層間で作製されたZnSナノ粒子
3 YAG:Ceナノ蛍光体
3.1 はじめに
3.2 グリコサーマル法によるYAG:Ce3+ナノ粒子の低温液相合成
3.3 グリコサーマル法により得られたYAG:Ce3+ナノ蛍光体の特性評価
3.4 透明な色変換フィルムの特徴
3.5 まとめと課題
4 LaPO4:Lnナノ蛍光体
4.1 はじめに
4.2 液相合成を利用した方法
4.2.1 水熱合成法およびソルボサーマル法
4.2.2 配位分子を利用する合成法
4.2.3 その他
4.3 ナノ蛍光体に特有な蛍光特性
4.4 おわりに
5 ガラスに分散したナノ蛍光体
5.1 分散の意義
5.2 ナノ結晶分散ガラスの製造法
5.3 半導体ナノ結晶蛍光体分散ガラス
5.4 ゾル-ゲル法によるナノ蛍光体分散ガラス薄膜
5.5 物理的手法によるナノ蛍光体分散ガラス薄膜
5.6 おわりに
6 色素ドープシリカナノ蛍光体
6.1 はじめに
6.2 シリカナノ蛍光体の種類
6.2.1 W/Oマイクロエマルション法によるシリカナノ粒子
6.2.2 ゾルゲル法によるシリカナノ粒子
6.2.3 メソポーラスシリカナノ粒子
6.3 おわりに
第4章 ナノ蛍光体の応用への展望
1 ナノ蛍光体のELデバイスへの応用
2 ナノビジョンデバイスへのナノ蛍光体の応用と展望
2.1 はじめに
2.2 GaNナノピラー蛍光体
2.3 TiO2:Eu3+微小球蛍光体
2.4 ZnO微小ピラミッド蛍光体およびZnO微小ディスク蛍光体
2.5 まとめ
3 カソードルミネッセンスで必要とされるナノ蛍光体
3.1 はじめに
3.2 ナノサイズ蛍光体の作製方法
3.3 ナノサイズ蛍光体への期待
3.4 逆ミセル法によるシリカ被覆ZnS:Mn2+/SiO2
3.4.1 ZnS:Mn2+/SiO2ナノ蛍光体の合成方法
3.4.2 ZnS:Mn2+/SiO2ナノクリスタル蛍光体の特性
3.4.3 SiO2被覆による発光強度増大
3.5 ZnGa2O4:Mn2+ナノクリスタル蛍光体
3.6 おわりに
4 量子ドットを用いたナノ免疫電顕法
4.1 はじめに
4.2 量子ドットQuantum dot(Qdot)
4.2.1 蛍光とは
4.2.2 通常の蛍光色素の蛍光特性
4.2.3 量子ドット(quantum dot)
4.2.4 Qdot(quantum dot)の蛍光特性
4.3 Qdotの免疫組織化学への応用
4.3.1 ラット下垂体における成長ホルモン(Growth Hormone;GH)の局在
4.3.2 免疫電顕への応用例
4.4 Living Cell観察への応用
4.5 まとめ
5 生体反応検出用蛍光プローブへの応用
5.1 はじめに
5.2 半導体ナノ粒子の合成
5.3 半導体ナノ粒子の安定分散
5.4 発光微粒子のバイオセンサーへの応用
5.5 まとめ
6 バイオラベル用蛍光プローブの作製と応用
6.1 はじめに
6.2 CdSe-ZnS量子ドット
6.2.1 CdSe-ZnS量子ドットの合成
6.2.2 CdSe-ZnS量子ドットの表面修飾
6.2.3 CdSe-ZnS量子ドットの毒性
6.3 その他の無機ナノ蛍光体
6.4 YAG:Ce3+ナノ蛍光体
6.5 まとめ
7 ポリマーと複合化したナノ蛍光体の作製と応用
7.1 はじめに
7.2 ZnS:Mn2+ナノ蛍光体とリポソームの複合化
7.3 ポリマーの交互吸着によるZnS:Mn2+ナノ蛍光体とリポソームの複合化
7.4 ナノ蛍光体とコア-シェル型粒子の複合化
7.5 まとめ
8 フローサイトメーター用蛍光試薬
8.1 フローサイトメーターの概要
8.2 フローサイトメーター用蛍光試薬の種類と特徴
8.3 蛍光プローブ応用
8.3.1 半導体量子ドット
8.3.2 有機色素ドープシリカナノ蛍光体
8.4 蛍光ビーズアッセイ応用
8.5 おわりに
9 近赤外蛍光ナノ粒子を利用した生体反応検出
9.1 はじめに
9.2 主な近赤外蛍光ナノ粒子
9.3 マーキング用蛍光ナノ粒子の利用
9.4 今後の展望
10 マルチモーダル生体分子・細胞イメージングへの応用
10.1 マルチモーダル生体イメージングとは
10.2 マルチモーダルプローブの開発―とくに光・磁場応答性について
10.3 まとめ
1 ナノ蛍光体における表面修飾の役割
2 ナノ蛍光体の種類
3 ナノ蛍光体の合成法と評価
4 ナノ蛍光体の応用と展望
第1章 ナノ蛍光体の合成方法
1 ゾルゲル法(錯体重合法)
1.1 はじめに
1.2 錯体重合法
1.2.1 原理
1.2.2 錯体重合法によるYVO4:Eu3+蛍光体の合成
1.2.3 物質探索手段としての錯体重合法:パラレル合成
1.3 PVA法
1.3.1 原理
1.3.2 PVA法によるYNbO4:Eu3+蛍光体の合成
1.4 錯体均一沈殿法
1.4.1 原理
1.4.2 錯体均一沈殿法によるY2O2S:Eu3+の合成
1.5 おわりに
2 逆ミセル法およびコロイド析出法―表面修飾とサイズチューニング―
2.1 はじめに
2.2 逆ミセル法
2.2.1 逆ミセル法による半導体ナノ粒子の作製
2.2.2 ナノ粒子のサイズ制御
2.2.3 表面修飾による発光特性の向上
2.2.4 発光中心をドープした“ドープ型ナノ粒子”の作製と発光特性
2.3 コロイド析出法
2.3.1 CdSナノ粒子の作製とサイズチューニング
2.3.2 CdSナノ粒子の表面修飾
2.3.3 ナノ粒子のフィルム分散と光学特性の温度依存性
2.4 おわりに
3 ホットソープ法
3.1 はじめに
3.2 ホットソープ法
3.3 キャッピング
3.4 ホットソープ法の最前線と今後の課題
3.5 おわりに
4 超臨界水熱法
4.1 はじめに
4.2 超臨界水の物性と相挙動
4.3 高温高圧水中での化学平衡と酸化物の溶解度
4.4 急速昇温超臨界水熱合成装置
4.5 超臨界水熱合成法の特徴
4.6 超臨界水中でのナノ粒子生成機構
4.7 表面修飾ハイブリッドナノ粒子
4.8 おわりに
5 ソルボサーマル法
5.1 ソルボサーマル法
5.2 ソルボサーマル法による酸化物の合成
5.3 ソルボサーマル法による希土類アルミニウムガーネットの合成
5.4 ソルボサーマル法による複合酸化物の合成
6 スプレー熱分解法 奥山喜久夫,汪偉寧,アグス・プルワント
6.1 はじめに
6.2 噴霧熱分解法による微粒子の合成
6.3 蛍光体ナノ粒子の合成
6.3.1 静電噴霧熱分解法(Electrospray Pyrolysis,ESP)
6.3.2 減圧噴霧熱分解法(Low-pressure Spray Pyrolysis,LPSP)
6.3.3 塩添加噴霧熱分解法(Salt-assisted Spray Pyrolysis,SASP)
6.3.4 高分子添加噴霧熱分解法(Polymer-assisted Spray Pyrolysis,PASP)
6.3.5 火炎噴霧熱分解法(Flame-assisted Spray Pyrolysis,FASP)
6.4 おわりに
第2章 ナノ蛍光体開発に有効なキャラクタリゼーション
1 近接場光学顕微鏡による単一ナノ蛍光体分光
1.1 はじめに
1.2 単一粒子分光に必要な空間分解能
1.3 単一粒子観察の具体的な方法
1.4 近接場光学顕微鏡
1.5 近接場光学顕微鏡プローブ
1.6 単一量子ドット分光の具体例
1.7 量子ドットに閉じ込められた電子の波動関数を見る
1.8 おわりに
2 フォトアコースティクによる光吸収法
3 電子スピン共鳴法による局所構造解析
3.1 ナノ蛍光体の開発における電子スピン共鳴法の有用性
3.2 電子スピン共鳴法
3.2.1 電子スピン共鳴
3.2.2 電子スピン共鳴から得られるパラメーター
3.3 電子スピン共鳴法によるナノ蛍光体の局所構造解析
3.3.1 ZnS:Mn2+ナノ蛍光体
3.3.2 ZnGa2O4:Mn2+ナノ蛍光体
3.4 今後の展開
4 Liquid and Solid State NMR of luminescent nanomaterials Hocine Sfihi
4.1 Introduction
4.2 NMR of semiconductor nanocrystals
4.2.1 NMR of surface molecules
4.2.2 NMR of internal and surface
4.3 Conclusion
第3章 ナノ蛍光体の研究例
1 Siナノ蛍光体 越田信義
1.1 はじめに
1.2 nc-Siの形成
1.3 可視発光の機構と基本特性
1.4 フォトニック応用
1.5 まとめ
2 ZnSナノ蛍光体
2.1 はじめに
2.2 逆ミセル反応場を用いた合成法
2.3 水相中で表面修飾剤を用いた合成法
2.4 粘土層間で作製されたZnSナノ粒子
3 YAG:Ceナノ蛍光体
3.1 はじめに
3.2 グリコサーマル法によるYAG:Ce3+ナノ粒子の低温液相合成
3.3 グリコサーマル法により得られたYAG:Ce3+ナノ蛍光体の特性評価
3.4 透明な色変換フィルムの特徴
3.5 まとめと課題
4 LaPO4:Lnナノ蛍光体
4.1 はじめに
4.2 液相合成を利用した方法
4.2.1 水熱合成法およびソルボサーマル法
4.2.2 配位分子を利用する合成法
4.2.3 その他
4.3 ナノ蛍光体に特有な蛍光特性
4.4 おわりに
5 ガラスに分散したナノ蛍光体
5.1 分散の意義
5.2 ナノ結晶分散ガラスの製造法
5.3 半導体ナノ結晶蛍光体分散ガラス
5.4 ゾル-ゲル法によるナノ蛍光体分散ガラス薄膜
5.5 物理的手法によるナノ蛍光体分散ガラス薄膜
5.6 おわりに
6 色素ドープシリカナノ蛍光体
6.1 はじめに
6.2 シリカナノ蛍光体の種類
6.2.1 W/Oマイクロエマルション法によるシリカナノ粒子
6.2.2 ゾルゲル法によるシリカナノ粒子
6.2.3 メソポーラスシリカナノ粒子
6.3 おわりに
第4章 ナノ蛍光体の応用への展望
1 ナノ蛍光体のELデバイスへの応用
2 ナノビジョンデバイスへのナノ蛍光体の応用と展望
2.1 はじめに
2.2 GaNナノピラー蛍光体
2.3 TiO2:Eu3+微小球蛍光体
2.4 ZnO微小ピラミッド蛍光体およびZnO微小ディスク蛍光体
2.5 まとめ
3 カソードルミネッセンスで必要とされるナノ蛍光体
3.1 はじめに
3.2 ナノサイズ蛍光体の作製方法
3.3 ナノサイズ蛍光体への期待
3.4 逆ミセル法によるシリカ被覆ZnS:Mn2+/SiO2
3.4.1 ZnS:Mn2+/SiO2ナノ蛍光体の合成方法
3.4.2 ZnS:Mn2+/SiO2ナノクリスタル蛍光体の特性
3.4.3 SiO2被覆による発光強度増大
3.5 ZnGa2O4:Mn2+ナノクリスタル蛍光体
3.6 おわりに
4 量子ドットを用いたナノ免疫電顕法
4.1 はじめに
4.2 量子ドットQuantum dot(Qdot)
4.2.1 蛍光とは
4.2.2 通常の蛍光色素の蛍光特性
4.2.3 量子ドット(quantum dot)
4.2.4 Qdot(quantum dot)の蛍光特性
4.3 Qdotの免疫組織化学への応用
4.3.1 ラット下垂体における成長ホルモン(Growth Hormone;GH)の局在
4.3.2 免疫電顕への応用例
4.4 Living Cell観察への応用
4.5 まとめ
5 生体反応検出用蛍光プローブへの応用
5.1 はじめに
5.2 半導体ナノ粒子の合成
5.3 半導体ナノ粒子の安定分散
5.4 発光微粒子のバイオセンサーへの応用
5.5 まとめ
6 バイオラベル用蛍光プローブの作製と応用
6.1 はじめに
6.2 CdSe-ZnS量子ドット
6.2.1 CdSe-ZnS量子ドットの合成
6.2.2 CdSe-ZnS量子ドットの表面修飾
6.2.3 CdSe-ZnS量子ドットの毒性
6.3 その他の無機ナノ蛍光体
6.4 YAG:Ce3+ナノ蛍光体
6.5 まとめ
7 ポリマーと複合化したナノ蛍光体の作製と応用
7.1 はじめに
7.2 ZnS:Mn2+ナノ蛍光体とリポソームの複合化
7.3 ポリマーの交互吸着によるZnS:Mn2+ナノ蛍光体とリポソームの複合化
7.4 ナノ蛍光体とコア-シェル型粒子の複合化
7.5 まとめ
8 フローサイトメーター用蛍光試薬
8.1 フローサイトメーターの概要
8.2 フローサイトメーター用蛍光試薬の種類と特徴
8.3 蛍光プローブ応用
8.3.1 半導体量子ドット
8.3.2 有機色素ドープシリカナノ蛍光体
8.4 蛍光ビーズアッセイ応用
8.5 おわりに
9 近赤外蛍光ナノ粒子を利用した生体反応検出
9.1 はじめに
9.2 主な近赤外蛍光ナノ粒子
9.3 マーキング用蛍光ナノ粒子の利用
9.4 今後の展望
10 マルチモーダル生体分子・細胞イメージングへの応用
10.1 マルチモーダル生体イメージングとは
10.2 マルチモーダルプローブの開発―とくに光・磁場応答性について
10.3 まとめ
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