JP2009173882A - コアシェル型量子ドット蛍光微粒子 - Google Patents
コアシェル型量子ドット蛍光微粒子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009173882A JP2009173882A JP2008317517A JP2008317517A JP2009173882A JP 2009173882 A JP2009173882 A JP 2009173882A JP 2008317517 A JP2008317517 A JP 2008317517A JP 2008317517 A JP2008317517 A JP 2008317517A JP 2009173882 A JP2009173882 A JP 2009173882A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- shell
- zinc oxide
- solution
- quantum dot
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/54—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing zinc or cadmium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/02—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/62—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing gallium, indium or thallium
- C09K11/621—Chalcogenides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/64—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing aluminium
- C09K11/644—Halogenides
- C09K11/645—Halogenides with alkali or alkaline earth metals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
【解決手段】 平均直径が1〜10nmの酸化亜鉛の微結晶をコアとし、その酸化亜鉛微結晶の表面を酸化亜鉛と類似の結晶構造を有し、格子不整合が小さく、かつ構造欠陥が生じにくいLiGaO2、LiAlO2、NaGaO2、NaAlO2のうちの一つかまたはそれらの固溶体で構成されるシェルで被覆した量子ドット構造を構成することで、放射する紫外線のピーク波長を制御可能な発光効率の高い紫外光蛍光材料を得る。
【選択図】 なし
Description
トン)の束縛エネルギーは60meVと大きく、室温でも安定に発光する近紫外光(波長390nm前後)の蛍光体あるいは発光体としての工業的応用、特に、自発光のエレクトロニクス素子への応用が期待できる。
ズ効果により半導体のバンドギャップを大きくするという点で、直径数nm以下のZnOナノ粒子を作製することは一般には難しい。また、ナノ粒子粉体は、反応活性が高いことから、蛍光体粉体としては取り扱いづらいことが知られている。
(構成1)平均直径1nm〜10nmの酸化亜鉛のナノ結晶からなるコアと、
前記コアの表面を被覆するリチウムガリウム酸化物、リチウムアルミニウム酸化物、ナトリウムガリウム酸化物、ナトリウムアルミニウム酸化物のいずれかから成る半導体シェルと、
を有し、
前記コアと前記半導体シェルにより、タイプIの三次元量子井戸が構成されてなるコアシェル型量子ドット蛍光微粒子。
(構成2)平均直径1nm〜10nmの酸化亜鉛のナノ結晶からなるコアと、
前記コアの表面を被覆するリチウムガリウム酸化物、リチウムアルミニウム酸化物、ナトリウムガリウム酸化物、ナトリウムアルミニウム酸化物から選ばれた二つ以上の固溶体から成る半導体シェルと、
を有し、
前記半導体シェルの価電子帯端エネルギーが前記コアの価電子帯端エネルギーよりも小さく、前記半導体シェルの伝導帯端エネルギーが前記コアの伝導帯端エネルギーよりも大きく、
前記コアと前記半導体シェルにより、タイプIの三次元量子井戸が構成されてなるコアシェル型量子ドット蛍光微粒子。
(構成3)平均直径1nm〜10nmの酸化亜鉛のナノ結晶からなるコアと、
前記コアの表面を被覆するLiGaO2、LiAlO2、NaGaO2、NaAlO2のいずれかから成る半導体シェルと、
を有し、
前記コアと前記半導体シェルにより、タイプIの三次元量子井戸が構成されてなるコアシェル型量子ドット蛍光微粒子。
(構成4)平均直径1nm〜10nmの酸化亜鉛のナノ結晶からなるコアと、
前記コアの表面を被覆するLiGaO2、LiAlO2、NaGaO2、NaAlO2から選ばれた二つ以上の固溶体から成る半導体シェルと、
を有し、
前記半導体シェルの価電子帯端エネルギーが前記コアの価電子帯端エネルギーよりも小さく、前記半導体シェルの伝導帯端エネルギーが前記コアの伝導帯端エネルギーよりも大きく、
前記コアと前記半導体シェルにより、タイプIの三次元量子井戸が構成されてなるコアシェル型量子ドット蛍光微粒子。
(構成5)前記半導体シェルの厚さが、0.1nm〜5nmである構成1乃至4のいずれ
かのコアシェル型量子ドット蛍光微粒子。
(構成6)前記半導体シェルの表面が有機化合物分子で修飾されてなり、前記蛍光微粒子が溶媒に分散可能である構成1乃至5のいずれかのコアシェル型量子ドット蛍光微粒子。(構成7)前記半導体シェルが、液相合成法によって形成される構成1乃至6のいずれかのコアシェル型量子ドット蛍光微粒子。
すなわち、本発明は、平均直径1nm〜10nmの酸化亜鉛ZnOのナノ結晶をコアとし、そのコアの表面をLiGaO2、LiAlO2、NaGaO2、NaAlO2のいずれかから成る半導体シェルで被覆され、または、そのコアの表面をLiGaO2、LiAlO2、NaGaO2、NaAlO2から選ばれた二つ以上の固溶体から成る半導体シェルで被覆され、その半導体シェルの価電子帯端エネルギーが酸化亜鉛の価電子帯端エネルギーよりも小さく、かつ、半導体シェルの伝導帯端エネルギーが酸化亜鉛の伝導帯端エネルギーよりも大きく、タイプIの三次元量子井戸を構成するコア/シェル型量子ドット蛍光微粒子である。
約7.0eVであり、酸化亜鉛との伝導帯側のバンドオフセットが約3.46eVで、価電子帯側バンドオフセットが約0.24eV、NaGaO2はバンドギャップが約6.0eVであり、酸化亜鉛との伝導帯側のバンドオフセットが約2.50eVで、価電子帯側バン
ドオフセットが約0.20eV、NaAlO2はバンドギャップが約7.3eVであり、酸化亜鉛との伝導帯側のバンドオフセットが約3.74eVで、価電子帯側バンドオフセッ
トが約0.26eVであるので、それぞれの物質は、酸化亜鉛を井戸とする量子井戸ポテ
ンシャル障壁として機能し、三次元量子井戸すなわち量子ドット内に電子及び正孔を閉じ込められ、量子井戸内に量子閉じ込め準位を安定に形成できる。さらに、閉じ込められた電子正孔対は励起子を形成出来、極めて安定な励起状態を実現できる。また、連続的な結晶格子の形成によって、酸化亜鉛表面のパッシベーションと同時にコア/シェル間に生じる界面準位の状態密度は観測にかからないほど小さく、酸化亜鉛とシェル材料のバンド構造に従って、摂動の極めて小さい三次元量子井戸構造(量子ドット構造)を形成できる。酸化亜鉛内に励起された電子と正孔は、無輻射遷移準位に捕獲されたり、閉じ込め準位以外の発光中心となる欠陥に捕獲されたりせず、量子閉じ込め準位間のエネルギーギャップあるいは閉じ込められた励起子エネルギーに相当する紫外領域の高効率発光を生じる。
ZnOナノ結晶は水溶液中もしくは非水溶媒中での液相合成法のいずれを使用してもよい。例えば亜鉛の金属微粉末を酸化剤を溶解した有機溶媒中で加熱する方法(J. Cryst. Growth 252, 184(2003))、有機亜鉛化合物を界面活性剤を溶解した有機溶媒中で加熱する
方法(例えばJ.Phys.Chem. B 107,4756(2003),J.Phys. Chem B 110,4099(2006))、亜鉛の
カルボン酸塩をアルカリにより分解するゾルゲル法(例えば、Chem.Mater.17,3062(2005),
Aust. J. Chem. 56, 1051(2003))などのいずれの方法で作製しても良い。
酢酸亜鉛(無水)99.99% (Zn(ac)2)、tert−ブチルフォスフォニックアッシド 98% (TBPA)、オレイルアミン 70%を原料として用意した。
ス製バイアルにいれ、ドライヤーで加熱しながら、チューブミキサーを用いて5分間溶解した。その溶液をオイルバスを用いて、アルゴンバブリングしながら220℃で7分から20分加熱後、オイルバスから取り出した。この方法により平均粒径で2 〜 5.3nm
のZnOナノ結晶のコロイド粒子が得られた。結果は表1にまとめた。
ジ−tert−ブトキシ亜鉛(純度99%以上、Zn(O-tBu)2)、ベンジルアミ
ン(純度99%、BZA)を原料として用意した。試薬は市販のままの状態で使用した。試薬は全て窒素を充満させたグローブボックス内で取り扱った。
0.1mmolのZn(O-tBu)2を、3mlのBZAと共にガラス製バイアルに入れ、恒温振とう機を使用して60℃で60分間振とうして溶解させた。振とう後に不溶物が残っている場合は、遠心分離し取り除いた。これにより、無色透明なZnOナノ結晶のコロイド溶液が得られた。得られた溶液にエタノールを5ml加えて15分間遠心分離した。沈殿物をクロロホルムに再度分散させてコロイド溶液とし、光吸収スペクトル(図4)及び波長325nmのキセノンランプ光を励起光とした蛍光スペクトル(図5)を測定した。沈殿物をエタノールで超音波洗浄した後、真空乾燥して粉末試料とし、粉末X線回折を測定した。(102)各回折線から求めたZnOの粒子サイズ、光学吸収端、紫外蛍光波長を表2にまとめた。
ジ−tert−ブトキシ亜鉛(純度99%以上、Zn(O-tBu)2)、ベンジルアミン(純度99%, BZA)を原料として用意した。試薬は全て窒素を充満させたグローブボックス内で取り扱った。0.1mmolのZn(O-tBu)2を、3mlのBZAと共にガラス製バイアルに入れ、恒温振とう機を使用して60℃で60分間振とうして溶解させた。振とう後に不溶物が残っている場合は、遠心分離し取り除いた。得られた溶液をオイルバスを用いて、アルゴンバブリングしながら170℃で3分加熱後、オイルバスから取り出した。この方法では生成したZnOナノ結晶の凝集により溶液は白濁し、無色透明なコロイド溶液はが得られなかった。
ジ−tert−ブトキシ亜鉛(純度99%以上、Zn(O-tBu)2)、ベンジルアミン(純度99%、BZA)、オレイルアミン(純度70%、OA)を原料として用意した。オレイルアミン以外の試薬は市販のままの状態で使用した。オレイルアミンは蒸留してから使用した。試薬は全て窒素を充満させたグローブボックス内で取り扱った。
0.1mmolのZn(O-tBu)2を、3mlのBZAと共にガラス製バイアルに入れ、恒温振とう機を使用して60℃で60分間振とうして溶解させた。振とう後に不溶物が残っている場合は、遠心分離し取り除いた。その後、この溶液にOAを3ml加えチューブミキサーを用いて5分間混合した。得られた溶液をオイルバスを用いて、アルゴンバブリングしながら100〜180℃で10分加熱後、オイルバスから取り出した。この方法により、無色透明なZnOナノ結晶のコロイド溶液が得られた。合成した溶液にエタノールを5ml加えて15分間遠心分離した。沈殿物をクロロホルムに再度分散しコロイド溶液とし、光吸収スペクトル(図6)および波長325nmのキセノンランプ光を励起光とした蛍光スペクトル(図7)を測定した。沈殿物をエタノールで超音波洗浄した後、真空乾燥し、粉末試料とし、粉末X線回折を測定した。(102)回折線から求めたZnOの粒子サイズ、光学吸収端、紫外蛍光波長を表3にまとめた。反応温度を100℃から180℃へと上昇させると、粒子サイズは3.7nmから5.2nmへと増大し、加熱温度により粒子サイズが制御された。図6では加熱温度の上昇による粒子サイズの増大に伴って、量子サイズ効果によってZnOの光学吸収端が長波長へとシフトした。図7では紫外線領域の蛍光が量子サイズ効果によって、粒子サイズの増大に伴って長波長へとシフトした。
ジ−tert−ブトキシ亜鉛(純度99%以上、Zn(O-tBu)2)、ベンジルアミ
ン(純度99%、BZA)、トリオクチルホスフィンオキサイド(純度95%以上、TOPO)を原料として用意した。試薬は市販のままの状態で使用した。試薬は全て窒素を充満させたグローブボックス内で取り扱った。
0.1mmolのZn(O-tBu)2を、3mlのBZAと共にガラス製バイアルに入れ、恒温振とう機を使用して60℃で60分間振とうして溶解した。振とう後に不溶物が残っている場合は、遠心分離し取り除いた。その後、TOPOを10mmol加えドライヤーで加熱しながらチューブミキサーを用いて5分間溶解混合した。この溶液をオイルバス
を用いて、アルゴンバブリングしながら100℃で10分加熱後、オイルバスから取り出した。この方法により無色透明なZnOナノ結晶のコロイド溶液が得られた。得られた溶液にエタノールを5ml加えて15分間遠心分離した。沈殿物をクロロホルムに再度分散しコロイド溶液とし、光吸収スペクトル(図8)と波長325nmのキセノンランプ光を励起光とした蛍光スペクトル(図9)を測定した。沈殿物をエタノールで超音波洗浄した後、真空乾燥し、粉末試料とし、粉末X線回折を測定した。(102)回折線から求めたZnOの粒子サイズ、光学吸収端、紫外蛍光波長を表4にまとめた。
ジ−tert−ブトキシ亜鉛(純度99%以上、Zn(O-tBu)2)、ベンジルアミ
ン(純度99%、BZA)、オレイルアミン(純度70%、OA)を原料として用意した。オレイルアミン以外の試薬は市販のままの状態で使用した。オレイルアミンは蒸留してから使用した。試薬は全て窒素を充満させたグローブボックス内で取り扱った。
0.1mmolのZn(O-tBu)2を3mlのBZAと共にガラス製バイアルに入れ、恒温振とう機を使用して60℃で60分間振とうして溶解した。振とう後に不溶物が残っている場合は、遠心分離し取り除いた。この溶液2回分(合計6ml)に、エタノールを10ml加えて15分間遠心分離した。遠心分離後の液体部分を廃棄し、残った沈殿物にOAを3ml加え、チューブミキサーを用いて5分間再分散しコロイド溶液とした。得られた溶液をオイルバスを用いて、アルゴンバブリングしながら280℃で3時間加熱後、オイルバスから取り出した。反応後の溶液は少し黄色みがかった透明なZnOナノ結晶のコロイド溶液であった。この溶液にエタノールを5ml加えて15分間遠心分離した。沈殿物をクロロホルムに再度分散しコロイド溶液とし、光吸収スペクトル(図10)と波長325nmのキセノンランプ光を励起光とした蛍光スペクトル(図11)を測定した。沈殿物をエタノールで超音波洗浄した後、真空乾燥し、粉末試料とし、粉末X線回折を測定した。(102)各回折線から求めたZnOの粒子サイズ、光学吸収端、紫外蛍光波長を表5にまとめた。Zn(O-tBu)2をBZAに60℃で溶解して合成したZnOナノ結晶
(実施例2)と比較して、280℃での加熱により粒子サイズを増大できた。図10において、反応温度の上昇による粒子サイズの増大に伴って、量子サイズ効果によってZnOの光学吸収端が長波長へとシフトすることが確認された。図11において、紫外線領域の蛍光が量子サイズ効果によって、粒子サイズの増大に伴って長波長へとシフトすることが確認された。
リチウムアセチルアセトナト(Li(acac))79.5mg〜159.2mg(0.75mmol〜1.5mmol)とトリオクチルフォスフィンオキシド(TOPO) 0.5799
g−1.1560g(1.5mmol〜3mmol) [Li(acac)とTOPOのモル比は常に1:2とした。]をガラス製バイアルに入れ、オイルバスを用いて120℃でアルゴンバブリングしながら60分溶解し、Li原料溶液とした。ガリウムアセチルアセトナト(Ga(acac)3)91.8 mg〜183.5mg(0.25 〜 0.5 mmol)をベンジルアミン5 mlに室温で溶解し、Ga原料溶液とした。Li原料溶液とGa原料溶液を
混合し5分間遠心分離した上澄み溶液をLiGaO2溶液とした。前記の方法により合成した酸化亜鉛ナノ結晶を回収し、ベンジルアミン10mlにコロイド分散し酸化亜鉛溶液とした。LiGaO2溶液と酸化亜鉛溶液とをテフロン(登録商標)製オートクレーブ用容器(容量50mL)に入れ、ステンレス製の圧力容器で密閉し、170℃で12時間反応した。反応中、圧力容器内の圧力は混合溶媒の170℃での自然発生圧力であった。反応後の溶液を上澄み液が透明になるまで遠心分離した。沈殿物をメタノール、ブタノール、エタノールで超音波洗浄した後、真空で乾燥させ、粉末試料を得た。コアの平均直径を2.2nmから4.7nmとし、シェルによる被覆後の平均直径をそれぞれ3.6nmから
5.3nmとすることで、コア/シェル構造の量子ドット内に閉じ込められた励起子準位
を起源とする298nmから356nmの単一ピーク蛍光スペクトルが得られた。ピークの半値全幅は30nmであり、蛍光量子収率はそれぞれ0.6から0.8であった。作製したコアシェル型ナノ粒子の測定結果を表6にまとめた。またナノ粒子の被覆前後の発光スペクトルの比較を図1に示す。
パルミチン酸ガリウム0.3mmol、リチウムイソプロポキシド0.2mmol、オレイルアミン3mlをガラス製バイアルに入れ、シェイカーを用いて、60℃で60分振蕩溶解しLiGaO2溶液とした。前記の方法により合成した酸化亜鉛ナノ結晶を回収し、オレイルアミン3mlにコロイド分散し、LiGaO2溶液と混合した。混合溶液を5分間遠心分離し、上澄み溶液のみを出発溶液とした。出発溶液をオイルバスを用いて、アルゴンバブリングしながら180〜250℃で1時間加熱した。合成した溶液にエタノールを40ml加えて5分間遠心分離した。沈殿物をメタノール、ブタノール、エタノールで超音波洗浄した後、真空で乾燥させ、粉末試料を得た。コアの平均直径を3.5nmとし
、シェルによる被覆後の平均直径を4.8nmとすることで、コア/シェル構造の量子ド
ット内に閉じ込められた励起子準位を起源とする343nmの単一ピーク蛍光スペクトルが得られた。ピークの半値全幅は30nmであり、蛍光量子収率は0.7であった。作製
したコアシェル型ナノ粒子の測定結果を表7に示す。
ガリウムイソプロポキシド(Ga(OPri)3)49.4mg(0.2mmol)、臭化リチウム(LiBr) 173.7mg(2mmol)、オレイルアミン3mlをガラス製バイアルに入れ、シェイカーを用いて、60℃で60分振蕩溶解しLiGaO2溶液とした。前記の方法により合成した酸化亜鉛ナノ結晶を回収し、オレイルアミン3mlにコロイド分散し、LiGaO2溶液と混合した。混合溶液を5分間遠心分離し、上澄み溶液のみを出発溶液とした。出発溶液をオイルバスを用いて、アルゴンバブリングしながら180〜250℃で1時間加熱した。合成した溶液にエタノールを40ml加えて5分間遠心分離した。沈殿物をメタノール、ブタノール、エタノールで超音波洗浄した後、真空で乾燥させ、粉末試料を得た。作製したナノ粒子の測定結果を表8に示す。
Li(acac) 79.5mg〜159.2mg(0.75mmol〜1.5mmol)とT
OPO 0.5799g−1.1560g(1.5mmol〜3mmol) [Li(acac)とTOPOのモル比は常に1:2とした。]をガラス製バイアルに入れ、オイルバスを用いて120℃でアルゴンバブリングしながら60分溶解し、Li原料溶液とした。アルミニウムアセチルアセトナト(Al(acac)3) 81.1mg〜162.2mg(0.25〜0.5mmol)をベンジルアミン5mlに室温で溶解し、Al原料溶液とした。Li原料溶液
とAl原料溶液を混合し5分間遠心分離した上澄み溶液をLiAlO2溶液とした。前記の方法により合成した酸化亜鉛ナノ結晶を回収し、ベンジルアミン10mlにコロイド分散し酸化亜鉛溶液とした。LiAlO2溶液と酸化亜鉛溶液とをテフロン(登録商標)製オートクレーブ(容量50mL)に入れ、ステンレス製の圧力容器で密閉し、170℃で12時間反応した。反応後の溶液を上澄み液が透明になるまで遠心分離した。沈殿物をメタノール、ブタノール、エタノールで超音波洗浄した後、真空で乾燥させ、粉末試料を得た。コアの平均直径を3.5nmとし、シェルによる被覆後の平均直径を4.8nmとすることで、コア/シェル構造の量子ドット内に閉じ込められた励起子準位を起源とする342nmの単一ピーク蛍光スペクトルが得られた。ピークの半値全幅は30nmであり、蛍光量子収率は0.8であった。
ステアリン酸アルミニウム0.3mmol、リチウムイソプロポキシド0.2mmol、オレイルアミン3mlをガラス製バイアルに入れ、シェイカーを用いて、60℃で60分振蕩溶解しLiAlO2溶液とした。前記の方法により合成した酸化亜鉛ナノ結晶を回収し、オレイルアミン3mlにコロイド分散し、LiAlO2溶液と混合した。混合溶液を5分間遠心分離し、上澄み溶液のみを出発溶液とした。出発溶液をオイルバスを用いて、アルゴンバブリングしながら180〜250℃で1時間加熱した。合成した溶液にエタノールを40ml加えて5分間遠心分離した。沈殿物をメタノール、ブタノール、エタノールで超音波洗浄した後、真空で乾燥させ、粉末試料を得た。コアの平均直径を3.5nm
とし、シェルによる被覆後の平均直径を4.8nmとすることで、コア/シェル構造の量
子ドット内に閉じ込められた励起子準位を起源とする343nmの単一ピーク蛍光スペクトルが得られた。ピークの半値全幅は30nmであり、蛍光量子収率は0.7であった。
無水酢酸ナトリウム 61.5mg〜133.0mg (0.75mmol〜1.5mmol)とTOPO 0.5799g−1.1560g(1.5mmol〜3mmol) [無水酢酸ナトリウムとTOPOのモル比は常に1:2とした。]をガラス製バイアルに入れ、オイルバスを用いて120℃でアルゴンバブリングしながら60分溶解しNa原料溶液とした。Ga(acac)391.8mg〜183.5mg(0.25〜0.5mmol)をベンジルアミン5mlに室温で溶解し、Ga原料溶液とした。Na原料溶液とGa原料溶液を混合し5分間遠心分離した上澄み溶液をNaGaO2溶液とした。前記の方法により合成した酸化亜鉛ナノ結晶を回収し、ベンジルアミン10mlにコロイド分散し酸化亜鉛溶液とした。NaGaO2溶液と酸化亜鉛溶液とをテフロン(登録商標)製オートクレーブ(容量50mL
)に入れ、ステンレス製の圧力容器で密閉し、170℃で12時間反応した。反応後の溶液を上澄み液が透明になるまで遠心分離した。沈殿物をメタノール、ブタノール、エタノールで超音波洗浄した後、真空で乾燥させ、粉末試料を得た。コアの平均直径を3.5n
mとし、シェルによる被覆後の平均直径を4.8nmとすることで、コア/シェル構造の
量子ドット内に閉じ込められた励起子準位を起源とする343nmの単一ピーク蛍光スペクトルが得られた。ピークの半値全幅は30nmであり、蛍光量子収率は0.7であった
。
パルミチン酸ガリウム0.3mmol、ナトリウムt−ブトキシド0.2mmol、オレイルアミン3mlをガラス製バイアルに入れ、シェイカーを用いて、60℃で60分振蕩溶解しNaGaO2溶液とした。前記の方法により合成した酸化亜鉛ナノ結晶を回収し、オレイルアミン3mlにコロイド分散し、NaGaO2溶液と混合した。混合溶液を5分間遠心分離し、上澄み溶液のみを出発溶液とした。出発溶液をオイルバスを用いて、アルゴンバブリングしながら180〜250℃で1時間加熱した。合成した溶液にエタノールを40ml加えて5分間遠心分離した。沈殿物をメタノール、ブタノール、エタノールで超音波洗浄した後、真空で乾燥させ、粉末試料を得た。コアの平均直径を3.5nmとし
、シェルによる被覆後の平均直径を4.8nmとすることで、コア/シェル構造の量子ド
ット内に閉じ込められた励起子準位を起源とする343nmの単一ピーク蛍光スペクトルが得られた。ピークの半値全幅は30nmであり、蛍光量子収率は0.7であった。
無水酢酸ナトリウム61.5mg〜133.0mg(0.75mmol〜1.5mmol)とTOPO 0.5799g−1.1560g(1.5mmol〜3mmol) [無水酢酸ナトリ
ウムとTOPOのモル比は常に1:2とした。]をガラス製バイアルに入れ、オイルバスを用いて120℃でアルゴンバブリングしながら60分溶解し、Na原料溶液とした。Al(acac)381.1mg〜162.2mg(0.25〜0.5mmol)をベンジルアミン5mlに室温で溶解し、Al原料溶液とした。Na原料溶液とAl原料溶液を混合し5分間遠心分離した上澄み溶液をNaAlO2溶液とした。前記の方法により合成した酸化亜鉛ナノ結晶を回収し、ベンジルアミン10mlにコロイド分散し酸化亜鉛溶液とした。NaAlO2溶液と酸化亜鉛溶液とをテフロン(登録商標)製オートクレーブ(容量50mL
)に入れ、ステンレス製の圧力容器で密閉し、170℃で12時間反応した。反応後の溶液を上澄み液が透明になるまで遠心分離した。沈殿物をメタノール、ブタノール、エタノールで超音波洗浄した後、真空で乾燥させ、粉末試料を得た。コアの平均直径を3.5n
mとし、シェルによる被覆後の平均直径を4.8nmとすることで、コア/シェル構造の
量子ドット内に閉じ込められた励起子準位を起源とする342nmの単一ピーク蛍光スペクトルが得られた。ピークの半値全幅は30nmであり、蛍光量子収率は0.8であった
。
ステアリン酸アルミニウム0.3mmol、ナトリウムt−ブトキシド0.2mmol、オレイルアミン3mlをガラス製バイアルに入れ、シェイカーを用いて、60℃で60分振蕩溶解しNaAlO2溶液とした。前記の方法により合成した酸化亜鉛ナノ結晶を回収し、オレイルアミン3mlにコロイド分散し、NaAlO2溶液と混合した。混合溶液を5分間遠心分離し、上澄み溶液のみを出発溶液とした。出発溶液をオイルバスを用いて、アルゴンバブリングしながら180〜250℃で1時間加熱した。合成した溶液にエタノールを40ml加えて5分間遠心分離した。沈殿物をメタノール、ブタノール、エタノールで超音波洗浄した後、真空で乾燥させ、粉末試料を得た。コアの平均直径を3.5nm
とし、シェルによる被覆後の平均直径を4.8nmとすることで、コア/シェル構造の量
子ドット内に閉じ込められた励起子準位を起源とする342nmの単一ピーク蛍光スペクトルが得られた。ピークの半値全幅は30nmであり、蛍光量子収率は0.8であった。
Claims (7)
- 平均直径1nm〜10nmの酸化亜鉛のナノ結晶からなるコアと、
前記コアの表面を被覆するリチウムガリウム酸化物、リチウムアルミニウム酸化物、ナトリウムガリウム酸化物、ナトリウムアルミニウム酸化物のいずれかから成る半導体シェルと、
を有し、
前記コアと前記半導体シェルにより、タイプIの三次元量子井戸が構成されてなることを特徴とするコアシェル型量子ドット蛍光微粒子。 - 平均直径1nm〜10nmの酸化亜鉛のナノ結晶からなるコアと、
前記コアの表面を被覆するリチウムガリウム酸化物、リチウムアルミニウム酸化物、ナトリウムガリウム酸化物、ナトリウムアルミニウム酸化物から選ばれた二つ以上の固溶体から成る半導体シェルと、
を有し、
前記半導体シェルの価電子帯端エネルギーが前記コアの価電子帯端エネルギーよりも小さく、前記半導体シェルの伝導帯端エネルギーが前記コアの伝導帯端エネルギーよりも大きく、
前記コアと前記半導体シェルにより、タイプIの三次元量子井戸が構成されてなることを特徴とするコアシェル型量子ドット蛍光微粒子。 - 平均直径1nm〜10nmの酸化亜鉛のナノ結晶からなるコアと、
前記コアの表面を被覆するLiGaO2、LiAlO2、NaGaO2、NaAlO2のいずれかから成る半導体シェルと、
を有し、
前記コアと前記半導体シェルにより、タイプIの三次元量子井戸が構成されてなることを特徴とするコアシェル型量子ドット蛍光微粒子。 - 平均直径1nm〜10nmの酸化亜鉛のナノ結晶からなるコアと、
前記コアの表面を被覆するLiGaO2、LiAlO2、NaGaO2、NaAlO2から選ばれた二つ以上の固溶体から成る半導体シェルと、
を有し、
前記半導体シェルの価電子帯端エネルギーが前記コアの価電子帯端エネルギーよりも小さく、前記半導体シェルの伝導帯端エネルギーが前記コアの伝導帯端エネルギーよりも大きく、
前記コアと前記半導体シェルにより、タイプIの三次元量子井戸が構成されてなることを特徴とするコアシェル型量子ドット蛍光微粒子。 - 前記半導体シェルの厚さが、0.1nm〜5nmであることを特徴とする請求項1乃至
4のいずれかに記載のコアシェル型量子ドット蛍光微粒子。 - 前記半導体シェルの表面が有機化合物分子で修飾されてなり、前記蛍光微粒子が溶媒に分散可能であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のコアシェル型量子ドット蛍光微粒子。
- 前記半導体シェルが、液相合成法によって形成されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のコアシェル型量子ドット蛍光微粒子。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008317517A JP5388099B2 (ja) | 2007-12-28 | 2008-12-12 | コアシェル型量子ドット蛍光微粒子 |
PCT/JP2008/073714 WO2009084626A1 (ja) | 2007-12-28 | 2008-12-26 | コアシェル型量子ドット蛍光微粒子 |
EP08866688A EP2243811A4 (en) | 2007-12-28 | 2008-12-26 | CORE SHELL QUANTUM DOT fluorescent |
US12/810,443 US8410470B2 (en) | 2007-12-28 | 2008-12-26 | Core-shell quantum dot fluorescent fine particles |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007340724 | 2007-12-28 | ||
JP2007340724 | 2007-12-28 | ||
JP2008317517A JP5388099B2 (ja) | 2007-12-28 | 2008-12-12 | コアシェル型量子ドット蛍光微粒子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009173882A true JP2009173882A (ja) | 2009-08-06 |
JP5388099B2 JP5388099B2 (ja) | 2014-01-15 |
Family
ID=40824339
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008317517A Expired - Fee Related JP5388099B2 (ja) | 2007-12-28 | 2008-12-12 | コアシェル型量子ドット蛍光微粒子 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8410470B2 (ja) |
EP (1) | EP2243811A4 (ja) |
JP (1) | JP5388099B2 (ja) |
WO (1) | WO2009084626A1 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012023123A (ja) * | 2010-07-13 | 2012-02-02 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 複合粒子、組成物、波長変換層および光起電装置。 |
WO2013065956A1 (en) * | 2011-11-01 | 2013-05-10 | Korea Institute Of Science And Technology | Tunable light emitting diode using graphene conjugated metal oxide semiconductor-graphene core-shell quantum dots and its fabrication process thereof |
JP2018086699A (ja) * | 2016-11-29 | 2018-06-07 | 東洋インキScホールディングス株式会社 | 量子ドットおよび量子ドット含有組成物 |
JP2018135266A (ja) * | 2013-09-13 | 2018-08-30 | ナノコ テクノロジーズ リミテッド | 分子クラスタ化合物からの金属酸化物ナノ粒子の合成 |
WO2022013915A1 (ja) * | 2020-07-13 | 2022-01-20 | シャープ株式会社 | 量子ドット、自発光素子、及び量子ドットの製造方法 |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102054650B1 (ko) | 2009-09-24 | 2019-12-11 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 산화물 반도체막 및 반도체 장치 |
JP2016027065A (ja) * | 2012-12-04 | 2016-02-18 | 旭硝子株式会社 | 波長変換材料、波長変換機能付き基材、太陽電池用封止材および太陽電池モジュール |
KR101768998B1 (ko) | 2016-10-17 | 2017-08-16 | 한국기계연구원 | 나노클러스터를 이용한 양자점의 제조방법 |
CN108264905A (zh) | 2016-12-30 | 2018-07-10 | Tcl集团股份有限公司 | 一种量子点材料、制备方法及半导体器件 |
US11217785B2 (en) * | 2017-01-24 | 2022-01-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Composite cathode active material and secondary battery including the same |
US11849594B2 (en) * | 2017-09-12 | 2023-12-19 | Lg Display Co., Ltd. | Quantum dot emitting diode and quantum dot display device including the same |
WO2019078135A1 (ja) | 2017-10-16 | 2019-04-25 | Nsマテリアルズ株式会社 | 量子ドット含有樹脂シート又はフィルム、及びその製造方法、並びに、波長変換部材 |
EP3787048A1 (en) | 2019-08-30 | 2021-03-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Light emitting device and display device including the same |
US11407938B2 (en) * | 2020-01-31 | 2022-08-09 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Structure, agglomerate, conversion element and method of producing a structure |
TWI817323B (zh) * | 2022-01-17 | 2023-10-01 | 穎台科技股份有限公司 | 量子點光擴散板及其製法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003218470A (ja) * | 2001-11-13 | 2003-07-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2005005421A (ja) * | 2003-06-11 | 2005-01-06 | Sharp Corp | 酸化物半導体発光素子 |
JP2005264089A (ja) * | 2004-03-22 | 2005-09-29 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 紫外線発光体用酸化亜鉛ナノ微粒子及び該ナノ微粒子が分散した溶液並びに同酸化亜鉛ナノ微粒子の製造方法 |
WO2006033396A1 (ja) * | 2004-09-22 | 2006-03-30 | Japan Science And Technology Agency | 水溶性蛍光材料およびその製造方法 |
JP2006083246A (ja) * | 2004-09-15 | 2006-03-30 | Nagaoka Univ Of Technology | 酸化亜鉛蛍光体の製造方法 |
-
2008
- 2008-12-12 JP JP2008317517A patent/JP5388099B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2008-12-26 US US12/810,443 patent/US8410470B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-12-26 WO PCT/JP2008/073714 patent/WO2009084626A1/ja active Application Filing
- 2008-12-26 EP EP08866688A patent/EP2243811A4/en not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003218470A (ja) * | 2001-11-13 | 2003-07-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2005005421A (ja) * | 2003-06-11 | 2005-01-06 | Sharp Corp | 酸化物半導体発光素子 |
JP2005264089A (ja) * | 2004-03-22 | 2005-09-29 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 紫外線発光体用酸化亜鉛ナノ微粒子及び該ナノ微粒子が分散した溶液並びに同酸化亜鉛ナノ微粒子の製造方法 |
JP2006083246A (ja) * | 2004-09-15 | 2006-03-30 | Nagaoka Univ Of Technology | 酸化亜鉛蛍光体の製造方法 |
WO2006033396A1 (ja) * | 2004-09-22 | 2006-03-30 | Japan Science And Technology Agency | 水溶性蛍光材料およびその製造方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
JPN6013047762; 纐纈直行: 'ゾルゲル法によるZnMgO粒子の作製とZnO粒子へのZnMgO被覆' 応用物理学会学術講演会講演予稿集 , 2007, p.1465 * |
JPN6013047763; J.T.WOLAN: 'Chemical alteration of the native oxide layer on LiGa02(001) by exposure to hyperthermal atomic hydr' Journal of Vacuum Science & Technology. A. 巻:16, 1998, 号:6 * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012023123A (ja) * | 2010-07-13 | 2012-02-02 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 複合粒子、組成物、波長変換層および光起電装置。 |
WO2013065956A1 (en) * | 2011-11-01 | 2013-05-10 | Korea Institute Of Science And Technology | Tunable light emitting diode using graphene conjugated metal oxide semiconductor-graphene core-shell quantum dots and its fabrication process thereof |
KR101357045B1 (ko) | 2011-11-01 | 2014-02-05 | 한국과학기술연구원 | 그라핀이 결합된 산화물 반도체-그라핀 핵-껍질 양자점과 이를 이용한 튜너블 발광소자 및 그 제조 방법 |
JP2018135266A (ja) * | 2013-09-13 | 2018-08-30 | ナノコ テクノロジーズ リミテッド | 分子クラスタ化合物からの金属酸化物ナノ粒子の合成 |
JP2018086699A (ja) * | 2016-11-29 | 2018-06-07 | 東洋インキScホールディングス株式会社 | 量子ドットおよび量子ドット含有組成物 |
WO2022013915A1 (ja) * | 2020-07-13 | 2022-01-20 | シャープ株式会社 | 量子ドット、自発光素子、及び量子ドットの製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5388099B2 (ja) | 2014-01-15 |
EP2243811A4 (en) | 2012-04-04 |
US8410470B2 (en) | 2013-04-02 |
EP2243811A1 (en) | 2010-10-27 |
US20100283037A1 (en) | 2010-11-11 |
WO2009084626A1 (ja) | 2009-07-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5388099B2 (ja) | コアシェル型量子ドット蛍光微粒子 | |
US10577716B2 (en) | Multilayer nanocrystal structure and method for producing the same | |
Singh et al. | Magic-sized CdSe nanoclusters: a review on synthesis, properties and white light potential | |
US8784698B2 (en) | Surface structures for enhancement of quantum yield in broad spectrum emission nanocrystals | |
EP1988142B1 (en) | Nanocrystal, method for preparing the same and electronic device comprising the same | |
US9236572B2 (en) | Enhancement of light emission quantum yield in treated broad spectrum nanocrystals | |
TW202030310A (zh) | 鈣鈦礦奈米發光晶體、發光裝置與鈣鈦礦奈米發光晶體的製造方法 | |
JP2011026472A (ja) | 半導体ナノ粒子蛍光体 | |
WO2004007636A1 (ja) | 複合ナノ粒子及びその製造方法 | |
JP5645978B2 (ja) | 半導体ナノ粒子 | |
JP2018115315A (ja) | 可視蛍光を発するCdを含まないコロイダル量子ドット及びその製造方法 | |
JPWO2016185933A1 (ja) | コアシェル粒子、コアシェル粒子の製造方法およびフィルム | |
Sakthivel et al. | Band gap tailoring, structural and optical features of MgS nanoparticles: influence of Ag+ ions | |
US20150315463A1 (en) | Nanoparticle phosphor and method for manufacturing the same, semiconductor nanoparticle phosphor and light emitting element containing semiconductor nanoparticle phosphor, wavelength converter and light emitting device | |
Lian et al. | Morphology control, luminescence and energy transfer properties of NaCeF 4 and NaCeF 4: Tb 3+/Yb 3+ nanocrystals | |
Mahalingam et al. | Bright blue photo‐and electroluminescence from Eu2+‐doped GaN/SiO2 nanocomposites | |
Wang et al. | Facile synthesis of enhanced photoluminescent Mg: CdZnS/Mg: ZnS core/shell quantum dots | |
KR20180128540A (ko) | 코어/쉘 다층구조 반도체 나노입자의 제조방법 | |
Lin et al. | Introduction to the basic properties of luminescent materials | |
Zhang et al. | A Phosphine-Free Route to Size-Adjustable CdSe and CdSe/CdS Core–Shell Quantum Dots for White-Light-Emitting Diodes | |
Tan et al. | Opportunities and challenges of lead-free metal halide perovskites for luminescence | |
WO2018135434A1 (ja) | 可視蛍光を発するCdを含まないコロイダル量子ドット及びその製造方法 | |
Ferrara et al. | Nanosized phosphors for white light-emitting diodes | |
Li et al. | Highly efficient narrowed emitting AgIn x Ga 1− x S 2/AgGaS 2 quantum dots via an HF-assisted one-pot synthesis strategy and their light-emitting diodes | |
Chen et al. | High-Efficiency Narrow-Band Blue Emission from Lead-Doped Cs2znbr4 Nanocrystals |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20100621 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20100621 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20100715 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20100721 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20100715 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20100721 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110928 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130930 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131002 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |