半導体ナノ微結晶の表面エネルギー制御による結晶系遷移

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1. 超微結晶調製法の探索と表面修飾化学種の検討を行った。CdS,ZnS半導体の種々の有機溶媒中での調製法を確立し、温度、濃度によって決定される微結晶の成長速度の特徴を明らかとした。ついで、系内に微結晶表面と強く相互作用する無機カウンターアニオン、表面修飾化学種による表面改質法を確立した。2. 溶液内での微結晶の表面原子配列構造ならびに溶液内化学種の配位構造の詳細をX線吸収分光(XAFS)によって検討した。微結晶の成長過程における表面の原子配列と化学種との相互作用の相関を明確化し、先の調製条件との対応を検討した。また、真空中にて単離後、形状と粒径については透過型電子顕微鏡(TEM)、原子間力顕微鏡(AFM)によって、結晶系については電子線、X線回折によって検討し、表面状態の変化と結晶系の相関を明らかとした。3. 超微結晶の光学特性と結晶系、表面エネルギーの相関を検討した。上記の実験結果に基づき結晶系を決定する表面エネルギー実体を密度汎関数法による理論計算により明確化した。さらに調製された微結晶を用い、可視光領域での吸収特性、発光量子収率ならびに励起子の寿命などの基礎的な光学特性を検討し、これらの特徴と微結晶の構造との相関を明らかとした。