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HOMEエネルギーメガソーラー > 「量子ドット」の発光を自在に制御、太陽電池への応用も

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「量子ドット」の発光を自在に制御、太陽電池への応用も

  • 工藤宗介=技術ライター
  • 2017/06/15 11:18
  • 1/1ページ
「有機無機ハイブリッドデンドリマー」概略図
CdS量子ドット表面に液晶性デンドロンを密に修飾することで得られる(出所:東北大学)
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 東北大学および英シェフィールド大学らの研究グループは6月5日、蛍光特性を示す硫化カドミウム(CdS)量子ドット表面に、温度変化により液晶状態となるデンドロンを密に修飾することで液晶性を付与し、CdS量子ドットを自己集積的に三次元規則配列させることに成功したと発表した。

 コアの周りにデンドロンが修飾された構造を「デンドリマー」と呼び、研究チームは今回の無機ナノ粒子をコアとしたデンドリマーを「有機無機ハイブリッドデンドリマー」と名付けた。

 さらに、自己集積したCdS量子ドットに、外部から紫外光を照射すると、CdS量子ドット内部に生じた光励起エネルギーがCdS量子ドット外側に存在するデンドリマーにエネルギー遷移することで、CdS量子ドットの発光強度を自在に制御できることを見出した。このエネルギー遷移機構は、光エネルギーを直接、電気に変換できる可能性があり、太陽電池や高輝度LEDの開発につながると期待される。

 発光性半導体ナノ粒子は、電子を微小な空間に閉じ込めることから「量子ドット」と呼ばれる。量子ドットは、外部からの紫外線照射により、量子ドット内部の電子エネルギーを受け取り、エネルギー準位の高い状態に励起され、励起した電子が元の状態に戻る際に発光(フォトルミネッセンス)する。この量子ドットを三次元規則配列できれば、発光強度を強めたり、発光エネルギーを他のエネルギーに変換できると考えられていた。

 今回の研究は、東北大学および九州大学らの研究グループとの連携し、「人・環境と物質をつなぐイノベーション創出ダイナミック・アライアンス」および「物質・デバイス領域共同研究拠点」事業により実施した。研究成果は、米国の国際化学誌「Chem」に2017年6月8日掲載された。

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