量子ドット間の静電相互作用制御による量子ドット結晶の作製と新規光池性

通过控制量子点之间的静电相互作用来制造量子点晶体和新颖的光伏特性

• 批准号: 15740184
• 负责人: 金 大貴
• 金额: $ 2.43万
• 依托单位: Osaka City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15740184/
• 关键词: CdS; 量子ドット; 量子ドット結晶; コロイド法; 光エッチング; 粒径分布制御; 表面修飾; 静電相互作用

本研究の目的は、サイズの揃った半導体量子ドットが規則的に配列した"量子ドット結晶"を構築し、量子ドットが「分散」した状態とは異なる「組織体」としての新しい光物性を明らかにすることである。本年度の研究成果について報告する。正負に帯電したCdS量子ドット間の静電相互作用を利用したCdS量子ドット結晶の作製に取り組んだ。まず〜7%という狭い粒径分布幅をもつ正及び負に帯電した量子ドットを作製することができた。正及び負に帯電した量子ドットの混合溶液における吸収エネルギーが個々の量子ドットの吸収エネルギーよりも〜60meV低エネルギー側にシフトし、量子ドット間の静電相互作用が量子ドット結晶を作製する駆動力になり得ることを明らかにした。さらに試料溶液中に析出した量子ドット結晶のX線構造解析において2θ角が〜4°付近に回折ピークを明確に観測し、量子ドットが数nmの間隔で周期的に配列し手いることを確認した。すなわち、正負に帯電した量子ドット間の静電相互作用により、量子ドットが周期的に配列した量子ドット結晶を作製することに成功したことを示している。さらに、量子ドット結晶の構造を制御するため、光エッチングを利用し量子ドットサイズを制御することに取り組んだ。窒素レーザー励起色素レーザーを用いて、〜4%まで粒径分布幅を狭めることに成功し、さらにその後有機分子を用いた表面修飾により、帯電状態を制御したCdS量子ドットの作製に成功した。

は の purpose, this study サ イ ズ の Jian っ た semiconductor quantum ド ッ ト に が rules with column し た "quantum ド ッ ト crystallization" を build し, quantum ド ッ ト が "scattered" し た state と は different な る "organization" と し て の new し い optical property を Ming ら か に す る こ と で あ る. Report on the <s:1> research results of this year に に て て て する. Positive and negative に charged <s:1> たCdS quantons ドット <s:1> electrostatic interaction を using <s:1> たCdS quantons ドット crystallization <e:1> to prepare に and take んだ groups んだ. Narrow い ま ず ~ 7% と い う particle size distribution of を も つ positive and negative に び 帯 electric し た quantum ド ッ ト を cropping す る こ と が で き た. Positive and negative に び 帯 electric し た quantum ド ッ ト の mixture に お け る suction 収 エ ネ ル ギ ー が a 々 の quantum ド ッ ト の suction 収 エ ネ ル ギ ー よ り も ~ 60 mev low エ ネ ル ギ ー side に シ フ ト し, quantum ド ッ の electrostatic interaction between ト が quantum ド ッ ト crystallization を cropping す る 駆 power に な り must る こ と を Ming ら か に し た. さ ら に に in sample solution precipitation し た quantum ド ッ ト crystallization の X-ray structural analysis に お い て theta Angle が 2 ~ 4 ° paying nearly に inflexion ピ ー ク を clear に 観 し measurement, quantum ド ッ ト が several nm の interval に で cycle with column し hand い る こ と を confirm し た. す な わ ち, plus or minus に 帯 electric し た quantum ド ッ の electrostatic interaction between ト に よ り, quantum ド ッ ト が cycle に match column し た quantum ド ッ ト crystallization を cropping す る こ と に successful し た こ と を shown し て い る. の さ ら に, quantum ド ッ ト crystallization structure を suppression す る た め, light エ ッ チ ン グ を し quantum ド ッ ト サ イ ズ を suppression す る こ と に group take り ん だ. Smothering element レ ー ザ ー wound up pigment レ ー ザ ー を with い ま て, ~ 4% で particle size distribution of を narrow め る こ と に successful し, さ ら に そ の を with organic molecules after い た surface modification に よ り, 帯 electric state を suppression し た CdS quantum ド ッ ト の cropping に successful し た.

项目成果

D.Kim, M.Miyamoto, M.Takahashi, K.Ikeuchi, M.Nakayama: "Temporal profiles of excitons in surface-modified CdS and CdMnS quantum dots prepared by a reverse-micelle method"Physica Status Solidi (c). (to be published).

D.Kim、M.Miyamoto、M.Takahashi、K.Ikeuchi、M.Nakayama：“通过反胶束方法制备的表面改性 CdS 和 CdMnS 量子点中激子的时间分布”Physica Status Solidi (c)。

D.Kim, T.Mishima, M.Nakayama: "Effects of the dark-exciton state on photoluminescence dynamics in surface-modified CdS quantum dots prepared by a colloidal method"Physica E. (to be published).

D.Kim、T.Mishima、M.Nakayama：“暗激子态对胶体法制备的表面改性 CdS 量子点光致发光动力学的影响”Physica E.（待出版）。

M.Miyamoto, D.Kim*, M.Nakayama: "Optical properties of CdS quantum-dot superlattices self-organized with electrostatic interaction"Physica Status Solidi (c). (to be published).

M.Miyamoto、D.Kim*、M.Nakayama：“静电相互作用自组织 CdS 量子点超晶格的光学特性”Physica Status Solidi (c)。