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【特集】量子ドットの研究開発動向

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種々の量子ドットと高耐久性量子ドット複合材料の開発
Various Type of Quantum Dot and their Composite Material with Improved Durability

　InP/ZnS量子ドット,ペロブスカイト型量子ドット,CIS/ZnS量子ドット,PbS量子ドット,炭素量子ドット,グラフェン量子ドットなど各種の量子ドットを合成している。またこれらの量子ドットのシリカ系無機材料との複合体,及び熱可塑性樹脂,熱硬化性樹脂,UV 硬化型樹脂などとの複合体の研究開発,合成も行っている。これらの量子ドット複合体の耐久性の向上も確認しているので紹介させて頂く。

【目次】
1　量子ドットとは
2　弊社においての量子ドット関連商品
3　量子ドットと樹脂,シリカ系無機材料複合材料

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半導体ナノ結晶の合成とフォトニック結晶との融合
Synthesis of Semiconductor Nanocrystals for Hybridization with Photonic Crystals

　現在,量子ドットに関する基礎研究や応用開発は活発に行われているが,すでにディスプレイなどで実用化されているCdSといったII-VI族半導体の量子ドットは人体や地球環境に対して極めて有害である。本稿では,I-III-VI2族半導体であるAgInS2(AIS)に着目して,現在主流となっている金属前駆体よりもさらに毒性の低い酢酸銀と酢酸インジウムを用い,簡単な操作でサイズが約2 nmのAISナノ結晶を合成できたので,その研究成果を紹介する。さらに,フォトニックデバイスへの応用を目指して,約250 nmの粒径を有する微粒子が3次元規則配列したコロイド結晶の中に,AISナノ結晶を導入した新しいフォトニック結晶の作製方法とその発光特性についても解説する。

【目次】
1　はじめに
2　AISナノ結晶の簡便な合成方法
3　AISナノ結晶の構造解析
4　AISナノ結晶の発光特性
5　AISナノ結晶の発光量子収率とその経時的な安定性
6　AISナノ結晶と融合したコロイド結晶の創成とその発光特性
7　まとめ

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単結晶シリコン太陽電池の波長変換材料を目指した量子ドットの開発
Development of Quantum Dots for Wavelength Conversion Materials in Monocrystalline Silicon Solar Devices
　
　本稿では,市販の単結晶シリコン太陽電池モジュールの上部に,近紫外光を黄色光へ変換するコア/シェル型CuInS2/ZnS量子ドット蛍光体を分散させたエチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂膜を密着させて,近紫外光に対する太陽電池の分光感度を向上させる筆者らの取り組みについて紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　太陽電池用波長変換材料の材料設計指針
3　QDsの候補材料の選定
4　CIS/ZnS QDs蛍光体の合成条件の検討
5　CIS/ZnS QDs蛍光体の太陽電池波長変換層への応用
6　今後の展望

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量子ドットのディスプレイデバイスへの応用と展望
Application and Prospects of Quantum Dots for Display Devices

　量子ドット(QD)は,次世代ディスプレイのキーマテリアルである。それは,次の三つ①液晶ディスプレイ向けQD バックライト方式②ディスプレイの画素ごとに青色光を緑及び赤色光に波長変換を行うカラーコンバーション方式③電流注入によるQDの自発光方式のいずれでも必須な材料となるからである。その実現には,CdフリーQDを作る技術に加えて,「使う技術」が重要になる。

【目次】
1　量子ドットとは
2　QD蛍光体の特徴
3　QDを用いたディスプレイ方式
4　液晶ディスプレイ(LCD)向けQDバックライト
5　CC方式によるディスプレイへの応用
6　電流注入による自発光ディスプレイ
7　課題とまとめ
　
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天然物からのカーボン量子ドットの高効率合成法の開発
Facile and Efficient Synthesis of Carbon Quantum Dots from Natural Products

　カーボン量子ドット(CQDs)は,従来の有害元素を含む無機物の量子ドットに比べて安全かつ安価であることから,次世代の蛍光体として注目を集めている。最近では,環境調和性や資源有効活用の観点から,天然物からのCQDsの合成が数多く報告されている。本稿では,天然物からのCQDsの合成,特性,応用について最近の研究を中心に紹介する。

【目次】
1　はじめに
2　カーボン量子ドットとは
3　合成法
　3.1　熱分解法
　3.2　プラズマ分解法
4　構造および成分分析　
5　光学特性
6　応用
7　まとめ
　
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蛍光量子ドットを用いたバイオイメージング
Bioimaging by Fluorescent Quantum Dots

　量子ドットは量子サイズ効果に基づく優れた発光特性により,バイオイメージングへの応用が急速に進展している。本論文では,著者が中心となって取り組んできた生体適合性を高めた低毒性量子ドット,細胞イメージング,及び生体イメージングなど,量子ドットのバイオイメージングに関する最先端の研究成果を紹介するとともに,今後の動向に
ついても言及した。

【目次】
1　はじめに
2　低毒性量子ドットの開発
3　細胞イメージング
4　生体イメージング　
5　透明化組織・臓器内における移植幹細胞蛍光イメージング
6　おわりに
　
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[Material Report-R&D]

MR-5000 とBi-Matrix 技術
MR-5000 & Bi-Matrix

　MR-5000 はカーボンフィラー入りスーパーエンプラで造形できる様に420℃での造形を可能にしたヘッド,ヒーター,テーブルを新規に開発した。又,井桁構造を用いた材料の複合化技術(Bi-Matrix 技術)も開発した。この技術は材料と構造の2側面から所望の特性を得る方法で,接合できない素材の組合せも可能にした。

【目次】
1　はじめに
2　樹脂複合化技術とMR-5000 開発方針
3　MR-5000 用加熱ヘッド
　3.1　ヘッドブロックの材料
　3.2　加熱ヒーター
　3.3　ヘッド内形状の最適化
4　造形テーブル
　4.1　造形物の固定力
　4.2　平面性
5　造形精度10 μmのメカの実現
6　Bi-Matrixスライサー
　6.1　井桁構造の組合せ
　6.2　積層構造のパターン制御
　6.3　折れ線のパターン制御
7　最後に

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[Market Data]

半導体用ケミカルスの市場動向

　世界半導体市場統計(WSTS)によると,2019年の世界半導体市場は,-12.0%の大幅減少となった。材料市場はデバイス市場を反映した動きとなったが,半導体製造装置市場は-11.5%となった。一方,2020 年の半導体市場は米中,日韓などの経済摩擦などの諸要因を反映して微増が見込まれており,成長率は+3.3%と予測している。

【目次】
1　半導体市場動向
2　半導体製造用ガス
3　フォトレジスト
4　半導体封止材料

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[Material Profile]

三塩化ホウ素