Si量子ドットの表面構造と高機能化：量子収率80％，熱水（80℃）の耐久性を超え

量子ドットは夢の材料とよばれ，それを用いたＴＶやタブレットが出回り始めた。しかし，その本格的普及には解決すべき課題（毒性，効率，耐久性）がある。応募者は過去18年間の研究で，世界初の青色発光のシリコン量子ドット（SiQD）ならびにそのLED の開発，もみ殻を原料としたSiQD LED の開発，世界最高レベルの発光効率のSiQDの合成，などを報告してきた。これらの成果を基盤に，本研究では以下の二つを展開する。(A)複数の手法でSiQDを合成し，表面構造と発光効率との相関，(B) SiQDの表面構造と発光安定性の相関，それぞれの解明である。これらの研究は，SiQDを用いた量子ドットフィルムと量子ドットLED開発の屋台骨となる。実用化を見据えたCdフリー，鉛フリーの量子ドットの基礎研究を行い，安全・安心・安価な光材料という視点より，豊かな社会発展の基盤となる独創的・先駆的な研究を展開する。2022年度の研究において大きな進展があった。具体的には，三原色発光するSiQDを合成し，その耐久性について顕著な違いが観測された。すなわち，赤色発光のSiQDを，水素シルセスキオキサンの合成と焼成，化学エッチング，表面修飾の手順により合成した。緑色発光と青色発光のSiQDをハロシランの液相還元法と表面修飾より合成した。これら量子ドットを複数の高分子フィルムに分散し，太陽光照射と熱水暴露により安定性を検証した。その結果，表面リガンドの種類が発光の安定性に大きく影響することが示された。

量子ドットは夢の材料とよばれ，それを用いたＴＶやタブレットが出回り始めた。しかし，その本格的普及には解決すべき課題（毒性，効率，耐久性）がある。応募者は過去18年間の研究で，世界初の青色発光のシリコン量子ドット（SiQD）ならびにそのLED の開発，もみ殻を原料としたSiQD LED の開発，世界最高レベルの発光効率のSiQDの合成，などを報告してきた。これらの成果を基盤に，本研究では以下の二つを展開する。(A)複数の手法でSiQDを合成し，表面構造と発光効率との相関，(B) SiQDの表面構造と発光安定性の相関，それぞれの解明である。これらの研究は，SiQDを用いた量子ドットフィルムと量子ドットLED開発の屋台骨となる。実用化を見据えたCdフリー，鉛フリーの量子ドットの基礎研究を行い，安全・安心・安価な光材料という視点より，豊かな社会発展の基盤となる独創的・先駆的な研究を展開する。2022年度の研究において大きな進展があった。具体的には，三原色発光するSiQDを合成し，その耐久性について顕著な違いが観測された。すなわち，赤色発光のSiQDを，水素シルセスキオキサンの合成と焼成，化学エッチング，表面修飾の手順により合成した。緑色発光と青色発光のSiQDをハロシランの液相還元法と表面修飾より合成した。これら量子ドットを複数の高分子フィルムに分散し，太陽光照射と熱水暴露により安定性を検証した。その結果，表面リガンドの種類が発光の安定性に大きく影響することが示された。