ＩＶ族化合物半導体ナノ結晶コロイドの開発とデバイス応用実証

IV族化合物半导体纳米晶胶体研制及器件应用示范

• 批准号: 15J04138
• 负责人: 管野 天
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J04138/
• 关键词: シリコン; 量子ドット; 発光; ドーピング; コロイド; ナノ結晶

近年進歩の著しい環境親和型半導体材料であるシリコン量子ドットコロイドについて、単一ドット発光分光測定による基礎物性の解明を行い、その応用展開に向けて多方面から研究を行った。1点目は不純物同時ドープシリコン量子ドットの単一ドット分光測定に世界で初めて成功し、その発光エネルギーと線幅の分布を評価することにより、不純物ドープシリコン量子ドットの発光特性が従来のシリコン量子ドットのものと大きく異なっていることを見出した。特に、低温における発光線幅が従来の量子ドットに比べて非常に大きいことから、発光メカニズムが大きく異なることが考えられる。発光スペクトルから見積もったHuang-Rhys因子は約2から5であり、ダイヤモンド結晶中のNVセンターと同等の値であることから、観測された線幅の広い発光は局在準位にトラップされた励起子からの発光である可能性が高い。2点目はシリコン量子ドットコロイドの高機能化に向けたアプローチとして、有機分子による表面修飾プロセスの開発を行った。官能基をナノ結晶表面に付与することでバイオ材料との複合体を容易に作製できることから、表面修飾はシリコン量子ドットコロイドの医療分野への応用に向けたファーストステップとして非常に重要である。具体的にはヒドロシリル化反応によりアリルアミンとアクリル酸を修飾することで、水分散性シリコン量子ドットコロイドを作製した。また、表面修飾後の発光特性について詳細に研究し、表面修飾による発光の劣化がほとんど無いプロセス条件を見出した。

In recent years, progress has been made in the study of environmentally friendly semiconductor materials in various fields, such as quantum chemistry, single photon spectroscopy, basic physical properties, and application development. 1. The first successful measurement of impurity in the world by single-point spectrophotometry shows that the emission characteristics of impurity in single-point spectrophotometry are different from those in single-point spectrophotometry. Special, low temperature, light emission amplitude, light emission amplitude, light emission, light emission amplitude, light emission, light emission, light emission amplitude, light emission, light The Huang-Rhys factor is about 2 to 5, and it is highly probable that the light emission of the line amplitude will be at the level of the excitation. 2. Development of high-functionality, surface-modified organic molecules Functional groups are important for the ease of fabrication of crystalline surfaces and for the ease of surface modification of medical applications. Specifically, the water dispersible polymer can be modified by a solvent or a solvent. A detailed study of the light emission characteristics after surface modification was carried out, and the degradation of light emission after surface modification was observed.

项目成果

Atom Probe Tomography Analysis of Boron and/or Phosphorus Distribution in Doped Silicon Nanocrystals

• DOI: 10.1021/acs.jpcc.6b06197
• 发表时间: 2016-08
• 期刊: Journal of Physical Chemistry C
• 影响因子: 3.7
• 作者: K. Nomoto;H. Sugimoto;A. Breen;A. Ceguerra;T. Kanno;S. Ringer;I. Wurfl;G. Conibeer;M. Fujii

Specific Binding of Codoped Silicon Nanocrystals on Self-Assembled Monolayer

共掺杂硅纳米晶在自组装单层上的特异性结合

• 发表时间: 2016
• 作者: Shinya Kano;Takashi Kanno;Yasuhiro Tada;Yasuhiro Higashikawa;Hiroshi Sugimoto;Minoru Fujii
• 通讯作者: Minoru Fujii

AllylamineによるP,B同時ドープSiナノ結晶の表面修飾

烯丙胺对 P、B 共掺杂硅纳米晶的表面修饰

• 发表时间: 2016
• 作者: 多田 康洋;管野 天;加納 伸也;杉本 泰;今北 健二;藤井 稔
• 通讯作者: 藤井 稔

Single-dot spectroscopy of boron and phosphorus codoped silicon quantum dots

• DOI: 10.1063/1.4965986
• 发表时间: 2016-10
• 期刊: Journal of Applied Physics
• 影响因子: 3.2
• 作者: T. Kanno;H. Sugimoto;A. Fučíková;J. Valenta;M. Fujii

Water-Dispersible Near-Infrared Luminescent Silicon Nanocrystals -Immobilization on Substrate

水分散性近红外发光硅纳米晶体-固定在基底上

• DOI: 10.1557/mrc.2016.51
• 发表时间: 2016
• 期刊: MRS Communications
• 影响因子: 1.9
• 作者: Takashi Kanno;Shinya Kano;Hiroshi Sugimoto;Yasuhiro Tada;and Minoru Fujii
• 通讯作者: and Minoru Fujii