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特開2023-171039半導体ナノ粒子集合体、半導体ナノ粒子集合体の製造方法及び半導体ナノ粒子集合体の製造装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023171039
(43)【公開日】2023-12-01
(54)【発明の名称】半導体ナノ粒子集合体、半導体ナノ粒子集合体の製造方法及び半導体ナノ粒子集合体の製造装置
(51)【国際特許分類】
C09K 11/62 20060101AFI20231124BHJP
C09K 11/08 20060101ALI20231124BHJP
C01G 3/12 20060101ALI20231124BHJP
C01G 15/00 20060101ALI20231124BHJP
B82Y 20/00 20110101ALI20231124BHJP
B82Y 40/00 20110101ALI20231124BHJP
【ＦＩ】
C09K11/62 ZNM
C09K11/08 A
C01G3/12
C01G15/00 B
B82Y20/00
B82Y40/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022083225
(22)【出願日】2022-05-20
(71)【出願人】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002952
【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】吉田 大哲
(72)【発明者】
【氏名】中村 太一
(72)【発明者】
【氏名】名木野 俊文
【テーマコード（参考）】
4H001
【Ｆターム（参考）】
4H001CA02
4H001CA05
4H001CF01
4H001XA16
4H001XA29
4H001XA49
(57)【要約】
【課題】組成比がより均一で粒径が制御された、高い発光効率を発現しうる半導体ナノ粒子集合体を提供する。
【解決手段】本発明の半導体ナノ粒子集合体は、半導体ナノ粒子集合体の全粒子数に対して、８０％以上のＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．２≦ｘ＜０．３、０．２＜ｙ＜０．３）で表される組成を有する第１半導体ナノ粒子と、２０％以下のＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．０４＜ｘ＜０．２、０．３≦ｙ＜０．４５）で表される組成を有する第２半導体ナノ粒子とを含み、平均粒径が２．６ｎｍ以上４．３ｎｍ以下である。
【選択図】図１
【解決手段】本発明の半導体ナノ粒子集合体は、半導体ナノ粒子集合体の全粒子数に対して、８０％以上のＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．２≦ｘ＜０．３、０．２＜ｙ＜０．３）で表される組成を有する第１半導体ナノ粒子と、２０％以下のＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．０４＜ｘ＜０．２、０．３≦ｙ＜０．４５）で表される組成を有する第２半導体ナノ粒子とを含み、平均粒径が２．６ｎｍ以上４．３ｎｍ以下である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体ナノ粒子集合体の全粒子数に対して、
８０％以上のＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．２≦ｘ＜０．３、０．２＜ｙ＜０．３）で表される組成を有する第１半導体ナノ粒子と、
２０％以下のＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．０４＜ｘ＜０．２、０．３≦ｙ＜０．４５）で表される組成を有する第２半導体ナノ粒子と、
を含み、
平均粒径が２．６ｎｍ以上４．３ｎｍ以下であることを特徴とする、
半導体ナノ粒子集合体。
８０％以上のＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．２≦ｘ＜０．３、０．２＜ｙ＜０．３）で表される組成を有する第１半導体ナノ粒子と、
２０％以下のＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．０４＜ｘ＜０．２、０．３≦ｙ＜０．４５）で表される組成を有する第２半導体ナノ粒子と、
を含み、
平均粒径が２．６ｎｍ以上４．３ｎｍ以下であることを特徴とする、
半導体ナノ粒子集合体。
【請求項2】
前記半導体ナノ粒子集合体の全粒子数に対して９５％以上の前記第１半導体ナノ粒子を含むことを特徴とする、
請求項１に記載の半導体ナノ粒子集合体。
請求項１に記載の半導体ナノ粒子集合体。
【請求項3】
前記半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率は、８％以上であることを特徴とする、
請求項１又は請求項２に記載の半導体ナノ粒子集合体。
請求項１又は請求項２に記載の半導体ナノ粒子集合体。
【請求項4】
半導体ナノ粒子集合体の製造方法であって、
銅イオン源と、インジウムイオン源と、イオン同士の結合反応を抑制する配位子及び水とを混合したカチオン源溶液を調製する工程と、
前記カチオン源溶液と、硫黄イオン源と水とを混合したアニオン源溶液と、を断面積が０．０４９１ｍｍ２以上０．７８５ｍｍ２以下の混合流路内で連続混合して、前駆体溶液を作製する前駆体溶液作製工程と、
作製された前記前駆体溶液を加温及び印加し、前記前駆体溶液の水熱合成反応を生じさせる加熱反応工程と、
水熱合成反応後に、前記前駆体溶液を冷却する冷却反応工程と、
を含み、
前記加熱反応工程は、加熱温度Ｔ（℃）、加熱時間ｔ（分）が下記式（１）を満たすように行うことを特徴とする、
半導体ナノ粒子集合体の製造方法。
式（１）：１２＜（Ｔ－１１０）×ｔ＜６０、１１０＜Ｔ＜２００
銅イオン源と、インジウムイオン源と、イオン同士の結合反応を抑制する配位子及び水とを混合したカチオン源溶液を調製する工程と、
前記カチオン源溶液と、硫黄イオン源と水とを混合したアニオン源溶液と、を断面積が０．０４９１ｍｍ２以上０．７８５ｍｍ２以下の混合流路内で連続混合して、前駆体溶液を作製する前駆体溶液作製工程と、
作製された前記前駆体溶液を加温及び印加し、前記前駆体溶液の水熱合成反応を生じさせる加熱反応工程と、
水熱合成反応後に、前記前駆体溶液を冷却する冷却反応工程と、
を含み、
前記加熱反応工程は、加熱温度Ｔ（℃）、加熱時間ｔ（分）が下記式（１）を満たすように行うことを特徴とする、
半導体ナノ粒子集合体の製造方法。
式（１）：１２＜（Ｔ－１１０）×ｔ＜６０、１１０＜Ｔ＜２００
【請求項5】
半導体ナノ粒子集合体の製造装置であって、
銅イオン源と、インジウムイオン源と、イオン同士の結合反応を抑制する配位子と、水とを混合したカチオン源溶液を保管する第一容器と、
硫黄イオン源と水とを混合したアニオン源溶液を保管する第二容器と、
前記第一容器から送液されるカチオン源溶液と、前記第二容器から送液される前記アニオン源溶液とを混合して、前駆体溶液を作製する混合流路を有する混合部と、
前記混合部で作製された前記前駆体溶液を加熱する加熱器と、
前記加熱器で加熱した前記前駆体溶液を冷却する冷却器と
を備え、
前記混合流路の流路断面積は０．０４９１ｍｍ２以上０．７８５ｍｍ２以下であることを特徴とする、
半導体ナノ粒子集合体の製造装置。
銅イオン源と、インジウムイオン源と、イオン同士の結合反応を抑制する配位子と、水とを混合したカチオン源溶液を保管する第一容器と、
硫黄イオン源と水とを混合したアニオン源溶液を保管する第二容器と、
前記第一容器から送液されるカチオン源溶液と、前記第二容器から送液される前記アニオン源溶液とを混合して、前駆体溶液を作製する混合流路を有する混合部と、
前記混合部で作製された前記前駆体溶液を加熱する加熱器と、
前記加熱器で加熱した前記前駆体溶液を冷却する冷却器と
を備え、
前記混合流路の流路断面積は０．０４９１ｍｍ２以上０．７８５ｍｍ２以下であることを特徴とする、
半導体ナノ粒子集合体の製造装置。
【請求項6】
前記加熱器は、加熱温度Ｔ（℃）および加熱時間ｔ（分）が下記式（１）を満たすように前記前駆体溶液を加熱することを特徴とする、
請求項５に記載の半導体ナノ粒子集合体の製造装置。
式（１）：１２＜（Ｔ－１１０）×ｔ＜６０、１１０＜Ｔ＜２００
請求項５に記載の半導体ナノ粒子集合体の製造装置。
式（１）：１２＜（Ｔ－１１０）×ｔ＜６０、１１０＜Ｔ＜２００
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体ナノ粒子集合体、半導体ナノ粒子集合体の製造方法及び半導体ナノ粒子集合体の製造装置に関する。
【背景技術】
【0002】
波長変換材料やディスプレイに用いる発光材料として、ＣｄＴｅやＰｂＳｅ等の半導体ナノ粒子集合体が知られている。しかしながら、これらの材料には有毒性があり、ＲｏＨＳ指令等により規制対象となっているため、低毒性であるＣｕＩｎＳ２等の半導体ナノ粒子集合体の開発が行われている。ＣｕＩｎＳ２等の半導体ナノ粒子集合体において、光学特性である発光スペクトルの半値幅や発光効率は、半導体ナノ粒子集合体を構成する半導体ナノ粒子の組成や粒径と相関がある。そのため、光学特性を向上させるためには、半導体ナノ粒子集合体の組成を均一にし、粒径を制御する必要がある。
【0003】
従来の半導体ナノ粒子集合体の組成を均一にする方法として、特許文献１に示すような半導体ナノ粒子集合体の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１９―６６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、前記従来の構成では、半導体ナノ粒子形成前のエンブリオの状態を制御することが出来ない。そのため、様々な組成のエンブリオが形成し、半導体ナノ粒子集合体の組成を均一に生成する事が出来ない。加えて、半導体ナノ粒子成長に必要な加熱時間を精密に制御できないことから、半導体ナノ粒子集合体の粒径を制御できないという課題を有している。
【0006】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、組成比がより均一で粒径が制御された、高い発光効率を発現しうる半導体ナノ粒子集合体、半導体ナノ粒子集合体の製造方法及び半導体ナノ粒子の製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、半導体ナノ粒子集合体の全粒子数に対して、
８０％以上のＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．２≦ｘ＜０．３、０．２＜ｙ＜０．３）で表される組成を有する第１半導体ナノ粒子と、
２０％以下のＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．０４＜ｘ＜０．２、０．３≦ｙ＜０．４５）で表される組成を有する第２半導体ナノ粒子と、
を含み、
平均粒径が２．６ｎｍ以上４．３ｎｍ以下であることを特徴とする半導体ナノ粒子集合体、
に関する。
８０％以上のＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．２≦ｘ＜０．３、０．２＜ｙ＜０．３）で表される組成を有する第１半導体ナノ粒子と、
２０％以下のＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．０４＜ｘ＜０．２、０．３≦ｙ＜０．４５）で表される組成を有する第２半導体ナノ粒子と、
を含み、
平均粒径が２．６ｎｍ以上４．３ｎｍ以下であることを特徴とする半導体ナノ粒子集合体、
に関する。
【0008】
第２の態様は、前記半導体ナノ粒子集合体の全粒子数に対して９５％以上の前記第１半導体ナノ粒子を含むことを特徴とする第１の態様に記載の半導体ナノ粒子集合体、
に関する。
に関する。
【0009】
第３の態様は、前記半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率が８％以上であることを特徴とする上記第１又は第２の態様に記載の半導体ナノ粒子集合体、
に関する。
に関する。
【0010】
第４の態様は、半導体ナノ粒子集合体の製造方法であって、
銅イオン源と、インジウムイオン源と、イオン同士の結合反応を抑制する配位子及び水とを混合したカチオン源溶液を調製する工程と、
前記カチオン源溶液と、硫黄イオン源と水とを混合したアニオン源溶液と、を断面積が０．０４９１ｍｍ２以上０．７８５ｍｍ２以下の混合流路内で連続混合して、前駆体溶液を作製する前駆体溶液作製工程と、
作製された前記前駆体溶液を加温及び印加し、前記前駆体溶液の水熱合成反応を生じさせる加熱反応工程と、
水熱合成反応後に、前記前駆体溶液を冷却する冷却反応工程と、
を含み、
前記加熱反応工程は、加熱温度Ｔ（℃）、加熱時間ｔ（分）が下記式（１）を満たすように行うことを特徴とする、
半導体ナノ粒子集合体の製造方法、
式（１）：１２＜（Ｔ－１１０）×ｔ＜６０、１１０＜Ｔ＜２００
に関する。
銅イオン源と、インジウムイオン源と、イオン同士の結合反応を抑制する配位子及び水とを混合したカチオン源溶液を調製する工程と、
前記カチオン源溶液と、硫黄イオン源と水とを混合したアニオン源溶液と、を断面積が０．０４９１ｍｍ２以上０．７８５ｍｍ２以下の混合流路内で連続混合して、前駆体溶液を作製する前駆体溶液作製工程と、
作製された前記前駆体溶液を加温及び印加し、前記前駆体溶液の水熱合成反応を生じさせる加熱反応工程と、
水熱合成反応後に、前記前駆体溶液を冷却する冷却反応工程と、
を含み、
前記加熱反応工程は、加熱温度Ｔ（℃）、加熱時間ｔ（分）が下記式（１）を満たすように行うことを特徴とする、
半導体ナノ粒子集合体の製造方法、
式（１）：１２＜（Ｔ－１１０）×ｔ＜６０、１１０＜Ｔ＜２００
に関する。
【0011】
第５の様態は、半導体ナノ粒子集合体の製造装置であって、
銅イオン源と、インジウムイオン源と、イオン同士の結合反応を抑制する配位子と、水とを混合したカチオン源溶液を保管する第一容器と、
硫黄イオン源と水とを混合したアニオン源溶液を保管する第二容器と、
前記第一容器から送液されるカチオン源溶液と、前記第二容器から送液される前記アニオン源溶液とを混合して、前駆体溶液を作製する混合流路を有する混合部と、
前記混合部で作製された前記前駆体溶液を加熱する加熱器と、
前記加熱器で加熱した前記前駆体溶液を冷却する冷却器と
を備え、
前記混合流路の流路断面積は０．０４９１ｍｍ２以上０．７８５ｍｍ２以下であることを特徴とする半導体ナノ粒子集合体の製造装置、
に関する。
銅イオン源と、インジウムイオン源と、イオン同士の結合反応を抑制する配位子と、水とを混合したカチオン源溶液を保管する第一容器と、
硫黄イオン源と水とを混合したアニオン源溶液を保管する第二容器と、
前記第一容器から送液されるカチオン源溶液と、前記第二容器から送液される前記アニオン源溶液とを混合して、前駆体溶液を作製する混合流路を有する混合部と、
前記混合部で作製された前記前駆体溶液を加熱する加熱器と、
前記加熱器で加熱した前記前駆体溶液を冷却する冷却器と
を備え、
前記混合流路の流路断面積は０．０４９１ｍｍ２以上０．７８５ｍｍ２以下であることを特徴とする半導体ナノ粒子集合体の製造装置、
に関する。
【0012】
第６の様態は、前記加熱器は、加熱温度Ｔ（℃）および加熱時間ｔ（分）が下記式（１）を満たすように前記前駆体溶液を加熱することを特徴とする、上記第５の態様に記載の半導体ナノ粒子集合体の製造装置、
式（１）：１２＜（Ｔ－１１０）×ｔ＜６０、１１０＜Ｔ＜２００
に関する。
式（１）：１２＜（Ｔ－１１０）×ｔ＜６０、１１０＜Ｔ＜２００
に関する。
【発明の効果】
【0013】
以上のように、本発明の半導体ナノ粒子集合体によれば、半導体ナノ粒子集合体の組成比が均一で粒径が制御されていることにより、優れた発光特性を発現させることが可能となる。
また、以上のように、本発明の半導体ナノ粒子集合体の製造方法及び半導体ナノ粒子集合体の製造装置によれば、前記第一容器に保管されるカチオン源溶液と前記第二容器に保管されるアニオン源溶液を混合部で混合することで、ナノ粒子形成前のエンブリオの状態を制御し、また前記第三配管で加熱を行うことで、空間的・時間的な加熱のバラつきを軽減した前記前駆体の加熱制御により、組成比が均一で、粒径が制御された半導体ナノ粒子集合体を提供することが可能となる。
また、以上のように、本発明の半導体ナノ粒子集合体の製造方法及び半導体ナノ粒子集合体の製造装置によれば、前記第一容器に保管されるカチオン源溶液と前記第二容器に保管されるアニオン源溶液を混合部で混合することで、ナノ粒子形成前のエンブリオの状態を制御し、また前記第三配管で加熱を行うことで、空間的・時間的な加熱のバラつきを軽減した前記前駆体の加熱制御により、組成比が均一で、粒径が制御された半導体ナノ粒子集合体を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【0016】
［半導体ナノ粒子集合体］
本発明の半導体ナノ粒子集合体について説明する。本発明の半導体ナノ粒子集合体は、当該半導体ナノ粒子集合体の全粒子数に対して、８０％以上の組成式ＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．２≦ｘ＜０．３、０．２＜ｙ＜０．３）で表される第１半導体ナノ粒子と、２０％以下の組成式ＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．０４＜ｘ＜０．２、０．３≦ｙ＜０．４５）で表される第２半導体ナノ粒子と、を含む。本発明の半導体ナノ粒子集合体は、好ましくは９５％以上の第１半導体ナノ粒子を含む。第１半導体ナノ粒子の含有割合の上限は１００％であってよく、第２半導体ナノ粒子の含有割合の下限は０％であってよい。このように、本発明の半導体ナノ粒子集合体は、ＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．２≦ｘ＜０．３、０．２＜ｙ＜０．３）で表される高発光特性を発現する第１半導体ナノ粒子を多く含むことで、発光特性が向上する。
さらに、本発明の半導体ナノ粒子集合体の平均粒径は、２．６ｎｍ以上４．３ｎｍ以下の範囲に調整されている。平均粒径が２．６ｎｍ以上であると粒子の表面欠陥が少なくなり、平均粒径が４．３ｎｍ以下であると散乱光等が少なくなるため、いずれも内部量子効率が高くなり、発光特性が向上する。
すなわち、本発明の半導体ナノ粒子集合体は、組成比が均一で、粒径が制御されているため、高い発光効率を発現することができる。
本発明の半導体ナノ粒子集合体について説明する。本発明の半導体ナノ粒子集合体は、当該半導体ナノ粒子集合体の全粒子数に対して、８０％以上の組成式ＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．２≦ｘ＜０．３、０．２＜ｙ＜０．３）で表される第１半導体ナノ粒子と、２０％以下の組成式ＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．０４＜ｘ＜０．２、０．３≦ｙ＜０．４５）で表される第２半導体ナノ粒子と、を含む。本発明の半導体ナノ粒子集合体は、好ましくは９５％以上の第１半導体ナノ粒子を含む。第１半導体ナノ粒子の含有割合の上限は１００％であってよく、第２半導体ナノ粒子の含有割合の下限は０％であってよい。このように、本発明の半導体ナノ粒子集合体は、ＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．２≦ｘ＜０．３、０．２＜ｙ＜０．３）で表される高発光特性を発現する第１半導体ナノ粒子を多く含むことで、発光特性が向上する。
さらに、本発明の半導体ナノ粒子集合体の平均粒径は、２．６ｎｍ以上４．３ｎｍ以下の範囲に調整されている。平均粒径が２．６ｎｍ以上であると粒子の表面欠陥が少なくなり、平均粒径が４．３ｎｍ以下であると散乱光等が少なくなるため、いずれも内部量子効率が高くなり、発光特性が向上する。
すなわち、本発明の半導体ナノ粒子集合体は、組成比が均一で、粒径が制御されているため、高い発光効率を発現することができる。
【0017】
半導体ナノ粒子集合体の組成および平均粒径は、ＳＴＥＭによるＥＤＸにより、以下の手順で確認することができる。
１）半導体ナノ粒子集合体に沈殿物が形成するまで２－プロパノールを滴下した後、得られた沈殿物を含む溶液を遠心分離し、上澄み液を破棄して、半導体ナノ粒子集合体を洗浄・分離する。分離した半導体ナノ粒子集合体を超純水を用いて再分散させた後に、ＴＥＭ観察用のＮｉメッシュに滴下して、乾燥させる。
２）次いで、走査型透過電子顕微鏡を用いて、加速電圧２００ｋＶにてＳＴＥＭ観察を行う。そして、ランダムに選択した粒子２０個について、それぞれ半導体ナノ粒子が１つのみ入る視野像においてＥＤＸによる元素分析を実施する。また、ランダムに選択した粒子２０個について、半導体ナノ粒子の粒径を測定し、それらの平均値をとって平均粒径を算出した。
１）半導体ナノ粒子集合体に沈殿物が形成するまで２－プロパノールを滴下した後、得られた沈殿物を含む溶液を遠心分離し、上澄み液を破棄して、半導体ナノ粒子集合体を洗浄・分離する。分離した半導体ナノ粒子集合体を超純水を用いて再分散させた後に、ＴＥＭ観察用のＮｉメッシュに滴下して、乾燥させる。
２）次いで、走査型透過電子顕微鏡を用いて、加速電圧２００ｋＶにてＳＴＥＭ観察を行う。そして、ランダムに選択した粒子２０個について、それぞれ半導体ナノ粒子が１つのみ入る視野像においてＥＤＸによる元素分析を実施する。また、ランダムに選択した粒子２０個について、半導体ナノ粒子の粒径を測定し、それらの平均値をとって平均粒径を算出した。
【0018】
上記半導体ナノ粒子集合体は、本発明の半導体ナノ粒子集合体の製造方法によって得ることができる。まず、本発明の半導体ナノ粒子集合体の製造方法に用いられる製造装置について説明した後、製造方法について説明する。
【0019】
［半導体ナノ粒子集合体の製造装置］
本発明の一実施形態に係る半導体ナノ粒子集合体の製造装置の模式図を、図１に示す。
図１に示されるように、本実施形態に係る半導体ナノ粒子集合体の製造装置は、第一容器１と、第二容器２と、混合部３と、加熱器４と、冷却器５とを有する。
第一容器１に保管されるカチオン源溶液を送液するための第一送液ポンプ６と、第二容器２に保管されるアニオン源溶液を送液するための第二送液ポンプ７が、それぞれ第一配管８と第二配管９の一方に接続されており、第一配管８と第二配管９のもう一方はそれぞれ混合部３の第一配管接続部３ａと第二配管接続部３ｂに接続されている。
混合部３は、第三配管接続部３ｃによって第三配管１０の一方と接続されており、第三配管１０のもう一方には上流側から順に加熱器４と冷却器５が備え付けられている。
冷却器５の下流側には背圧印加部１１が接続されており、合成された試料は、背圧印加部１１の下流より採取される。以下、各構成について説明する。
本発明の一実施形態に係る半導体ナノ粒子集合体の製造装置の模式図を、図１に示す。
図１に示されるように、本実施形態に係る半導体ナノ粒子集合体の製造装置は、第一容器１と、第二容器２と、混合部３と、加熱器４と、冷却器５とを有する。
第一容器１に保管されるカチオン源溶液を送液するための第一送液ポンプ６と、第二容器２に保管されるアニオン源溶液を送液するための第二送液ポンプ７が、それぞれ第一配管８と第二配管９の一方に接続されており、第一配管８と第二配管９のもう一方はそれぞれ混合部３の第一配管接続部３ａと第二配管接続部３ｂに接続されている。
混合部３は、第三配管接続部３ｃによって第三配管１０の一方と接続されており、第三配管１０のもう一方には上流側から順に加熱器４と冷却器５が備え付けられている。
冷却器５の下流側には背圧印加部１１が接続されており、合成された試料は、背圧印加部１１の下流より採取される。以下、各構成について説明する。
【0020】
第一容器１は、カチオン源溶液を保管する。第一容器１に保管されるカチオン源溶液は、半導体ナノ粒子集合体を形成するための銅イオン源と、インジウムイオン源と、イオン同士の結合反応を抑制する配位子と、水とが混合されていれば良い。
【0021】
銅イオン源としては、硫酸銅水和物、塩化銅水和物等を用いることが可能であり、銅の元素を有していれば上記の材料に限定されるものではない。
インジウムイオン源としては硫酸インジウム水和物、塩化インジウム水和物等を用いることが可能であり、インジウムの元素を有していれば上記の材料に限定されるものではない。
配位子として例えば、Ｎ－アセチル－Ｌ－システイン、グルタチオン、メルカプト酢酸や２－メルカプトエタノールを用いることが可能であり、チオール基を有していれば上記の材料に限定されるものではない。
インジウムイオン源としては硫酸インジウム水和物、塩化インジウム水和物等を用いることが可能であり、インジウムの元素を有していれば上記の材料に限定されるものではない。
配位子として例えば、Ｎ－アセチル－Ｌ－システイン、グルタチオン、メルカプト酢酸や２－メルカプトエタノールを用いることが可能であり、チオール基を有していれば上記の材料に限定されるものではない。
【0022】
第二容器２は、アニオン源溶液を保管する。第二容器２に保管されるアニオン源溶液は、半導体ナノ粒子集合体を形成するための水溶性の硫黄イオン源と水とが混合されていれば良い。硫黄イオン源としては硫化ナトリウム水和物、硫化水素ナトリウムや硫化カルシウム水和物等の水溶性の硫化物塩を用いることが可能であり、硫黄の元素を有していれば上記の材料に限定されるものではない。
【0023】
第一送液ポンプ６は、第一容器１に保管されるカチオン源溶液を安定して送液することが出来ればよく、プランジャーポンプ、スムーズフローポンプやシリンジポンプ等を使用することが可能であり、送液機能を有していれば上記の装置に限定されるものではない。
【0024】
第二送液ポンプ７は、第二容器２に保管されるアニオン源溶液を安定して送液することが出来ればよく、プランジャーポンプ、スムーズフローポンプやシリンジポンプ等を使用することが可能であり、送液機能を有していれば上記の装置に限定されるものではない。
【0025】
第一配管８は、第一送液ポンプ６と混合部３の第一配管接続部３ａに接続されており、第二配管９は、第二送液ポンプ７と混合部３の第二配管接続部３ｂに接続されている。第一配管８及び第二配管９は、ＳＵＳ、ＰＴＦＥ、ＰＦＡやＰＥＥＫ等のチューブや、ガラス平板に溝等で流路を加工して作製した密閉した流路プレート等を用いることが出来る。
【0026】
混合部３は、第一配管接続部３ａ、第二配管接続部３ｂ、及び第三配管接続部３ｃ（混合流路）で構成されている。第一配管接続部３ａは、第一配管８と接続されており、第一容器１から送液されるカチオン源溶液が流通する。第二配管接続部３ｂは、第二配管９と接続されており、第二容器２から送液されるカチオン源溶液が流通する。第三配管接続部３ｃは、第一配管接続部３ａ及び第二配管接続部３ｂと接続されており、第一配管接続部３ａを流れるカチオン源溶液と、第二配管接続部３ｂを流れるアニオン源溶液とが合流し、連続的に高速混合される。それにより、混合部３は、第一容器１に保管されるカチオン源溶液と、第二容器２に保管されるアニオン源溶液とを混合することで前駆体を形成し、形成された前駆体が第三配管接続部３ｃから第三配管１０へ送液されるようになっている。混合部３としては、ＳＵＳ、ＰＴＦＥ、ＰＦＡやＰＥＥＫ等の部材を加工したものや、ガラス平板に溝等で流路を加工して作製した密閉した流路プレート等を用いることが出来る。
【0027】
半導体ナノ粒子は、エンブリオが凝集することによって核形成及び粒子成長するため、このエンブリオの状態によって、形成される半導体ナノ粒子の組成は変化する。ゆえに、半導体ナノ粒子集合体の組成比を均一にするためには、エンブリオの状態を制御すること、即ち、エンブリオの組成をできるだけ均一にすることが重要であり、そのためには第一容器１に保管されるカチオン源溶液と第二容器２に保管されるアニオン源溶液を均一かつ高速に混合する必要がある。
【0028】
第二容器２に保管されるアニオン源溶液と第一容器１に保管されるカチオン源溶液をより均一かつ高速に混合するために、これらを混合部３であるマイクロミキサで混合する。即ち、混合部３は、第一配管接続部３ａ、第二配管接続部３ｂ及び第三配管接続部３ｃがそれぞれマイクロ流路で構成されたマイクロミキサである。マイクロミキサは、Ｔ字型、Ｙ字型、多層流型のいずれであってもよい。図１では、混合部３は、Ｔ字型のマイクロミキサである。
【0029】
そして、混合部３の第三配管接続部３ｃの流路断面積を０．０４９１ｍｍ２以上０．７８５ｍｍ２以下とする。
第三配管接続部３ｃの流路断面積が０．０４９１ｍｍ２未満の場合、前駆体に混入した異物や形成した凝集物が流路内部の壁面に付着することで、第一送液ポンプ６や第二送液ポンプ７の送液不良を引き起こしやすい。そのため、第一容器１に保管されるカチオン源溶液と第二容器２に保管されるアニオン源溶液の混合比率の制御が難しく、半導体ナノ粒子集合体の組成比にバラつきが生じてしまう。一方、第三配管接続部３ｃの流路断面積が０．７８５ｍｍ２を超過する場合、拡散距離が長いため、第一容器１に保管されるカチオン源溶液と第二容器２に保管されるアニオン源溶液が混合するまでに時間がかかる。そのため、第一容器１に保管されるカチオン源溶液と第二容器２に保管されるアニオン源溶液が反応する際のそれぞれの濃度が混合部３の場所によって変化しやすく、半導体ナノ粒子集合体の組成比にバラつきが生じやすい。第三配管接続部３ｃの流路断面積が０．０４９１ｍｍ２以上０．７８５ｍｍ２以下であれば、カチオン源溶液とアニオン源溶液がそれぞれ安定に送液され、混合比率を制御しやすいだけでなく、反応時において、拡散距離を小さくできるため、混合部３の場所によらず各液の濃度が均一になりやすい。それにより、エンブリオの状態を良好に制御できるため、半導体ナノ粒子集合体の組成比を均一にすることができる。
なお、流路断面積は、第三配管接続部３ｃの流路方向（流通方向）と直交する断面積をいう。
第三配管接続部３ｃの流路断面積が０．０４９１ｍｍ２未満の場合、前駆体に混入した異物や形成した凝集物が流路内部の壁面に付着することで、第一送液ポンプ６や第二送液ポンプ７の送液不良を引き起こしやすい。そのため、第一容器１に保管されるカチオン源溶液と第二容器２に保管されるアニオン源溶液の混合比率の制御が難しく、半導体ナノ粒子集合体の組成比にバラつきが生じてしまう。一方、第三配管接続部３ｃの流路断面積が０．７８５ｍｍ２を超過する場合、拡散距離が長いため、第一容器１に保管されるカチオン源溶液と第二容器２に保管されるアニオン源溶液が混合するまでに時間がかかる。そのため、第一容器１に保管されるカチオン源溶液と第二容器２に保管されるアニオン源溶液が反応する際のそれぞれの濃度が混合部３の場所によって変化しやすく、半導体ナノ粒子集合体の組成比にバラつきが生じやすい。第三配管接続部３ｃの流路断面積が０．０４９１ｍｍ２以上０．７８５ｍｍ２以下であれば、カチオン源溶液とアニオン源溶液がそれぞれ安定に送液され、混合比率を制御しやすいだけでなく、反応時において、拡散距離を小さくできるため、混合部３の場所によらず各液の濃度が均一になりやすい。それにより、エンブリオの状態を良好に制御できるため、半導体ナノ粒子集合体の組成比を均一にすることができる。
なお、流路断面積は、第三配管接続部３ｃの流路方向（流通方向）と直交する断面積をいう。
【0030】
第三配管接続部３ｃの流路長さは、前駆体を形成可能な長さであればよく、例えば０．５ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが好ましく、例えば４ｍｍ程度としうる。なお、流路長さは、流路方向に沿った長さを意味する。
【0031】
第一配管接続部３ａ及び第二配管接続部３ｂの流路の断面積や長さは、混合部３において逆流が生じず、第三配管接続部３ｃで連続的に高速混合できるように構成されていれば、流路の断面積や長さは特に制限されない。
【0032】
第三配管１０は、ＳＵＳ、ＰＴＦＥ、ＰＦＡやＰＥＥＫ等のチューブや、ガラス平板に溝等で流路を加工して作製した密閉した流路プレート等を用いることが可能である。第三配管１０をより精密制御するためには、熱伝導性の高いステンレス、チタン、アルミニウム、銅やハステロイ等の金属製のものが好ましい。第三配管１０の流路断面積は、特に制限されないが、第三配管接続部３ｃ内での混合が完了していない場合は、第三配管１０内でも継続して高速混合できることが望まれる。そのような観点では、第三配管１０は、マイクロ流路であることが好ましく、流路断面積は、第三配管接続部３ｃの流路断面積と同様の範囲であってもよい。
【0033】
加熱器４は、第三配管１０内部を加熱する事が出来ればよく、オイルバス、電気炉、ホットプレートやマイクロ波加熱装置等を用いることが出来る。温度調整機能を有していれば上記の装置に限定されるものではない。具体的には、加熱器４は、後述する式（１）を満たすような加熱温度Ｔ（℃）、加熱時間ｔ（分）で前駆体溶液を加熱できるようになっている。例えば、第三配管１０の内径や長さ、加熱器４等が上記加熱条件を満たすように構成されていてもよいし；制御部（不図示）が、第一送液ポンプ６や第二送液ポンプ７、加熱器４を制御することによって、上記加熱条件を満たすように構成されていてもよい。
【0034】
冷却器５は、第三配管１０内部の加熱反応を停止させることが出来ればよく、ウォーターバスやペルチェ素子等を用いることが出来る。温度調整機能を有していれば上記の装置に限定されるものではない。
【0035】
背圧印加部１１は、第三配管１０内部の溶液を蒸気圧以上に加圧することにより、第三配管１０内の溶液が加熱器４を通過する際に、沸騰防止可能であれば良く、圧力損失が生じるオリフィスや配管、もしくは背圧弁等を用いることが出来る。
【0036】
上記実施形態に係る半導体ナノ粒子集合体の製造装置は、カチオン源溶液を保管する第一容器１と、アニオン源溶液を保管する第二容器２と、第一容器１から送液されるカチオン源溶液と、第二容器２から送液されるアニオン源溶液とを混合して、前駆体溶液を作製する混合流路（第三配管接続部３ｃ）を有する混合部３と、得られた前駆体溶液を加熱する加熱器４と、加熱した前駆体溶液を冷却する冷却器５とを備えている。そして、混合部３の混合流路（第三配管接続部３ｃ）の断面積は０．０４９１ｍｍ２以上０．７８５ｍｍ２以下に調整されている。それにより、カチオン源溶液とアニオン源溶液とを高速で混合することができるため、エンブリオの状態を制御することができ、組成比が均一な半導体ナノ粒子集合体を得ることができる。
【0037】
［半導体ナノ粒子集合体の製造方法］
次に、上記半導体ナノ粒子集合体の製造装置を用いた半導体ナノ粒子集合体の製造プロセスについて説明する。
次に、上記半導体ナノ粒子集合体の製造装置を用いた半導体ナノ粒子集合体の製造プロセスについて説明する。
【0038】
本発明の一実施形態に係る半導体ナノ粒子集合体の製造工程図を、図２に示す。
図２に示されるように、本実施形態に係る半導体ナノ粒子集合体の製造方法は、カチオン源溶液作製工程Ｓ１０と、第一配管送液工程Ｓ２０と、アニオン源溶液作製工程Ｓ３０と、第二配管送液工程Ｓ４０と、前駆体溶液作製工程Ｓ５０と、加熱反応工程Ｓ６０と、冷却反応工程Ｓ７０と、背圧印加部通液工程Ｓ８０とを有する。
図２に示されるように、本実施形態に係る半導体ナノ粒子集合体の製造方法は、カチオン源溶液作製工程Ｓ１０と、第一配管送液工程Ｓ２０と、アニオン源溶液作製工程Ｓ３０と、第二配管送液工程Ｓ４０と、前駆体溶液作製工程Ｓ５０と、加熱反応工程Ｓ６０と、冷却反応工程Ｓ７０と、背圧印加部通液工程Ｓ８０とを有する。
【0039】
＜カチオン源溶液作製工程Ｓ１０＞
第一容器１に保管されるカチオン源溶液は、銅イオン源と、インジウムイオン源と、イオン同士の結合反応を抑制する配位子と水とを、ビーカー内でガラス棒やスターラーを用いて撹拌したり、それぞれの溶液を密閉された流路内で合流させたりする事によって混合し作製する。所望の組成比の半導体ナノ粒子集合体を得るため、インジウムイオン源の仕込み濃度は銅イオン源の仕込み濃度の等倍以上、８倍以下であることが好ましい。
第一容器１に保管されるカチオン源溶液は、銅イオン源と、インジウムイオン源と、イオン同士の結合反応を抑制する配位子と水とを、ビーカー内でガラス棒やスターラーを用いて撹拌したり、それぞれの溶液を密閉された流路内で合流させたりする事によって混合し作製する。所望の組成比の半導体ナノ粒子集合体を得るため、インジウムイオン源の仕込み濃度は銅イオン源の仕込み濃度の等倍以上、８倍以下であることが好ましい。
【0040】
＜第一配管送液工程Ｓ２０＞
第一配管８への第一容器１に保管されるカチオン源溶液の送液は、第一送液ポンプ６の吐出口を第一配管８に接続することで実施する。カチオン源溶液の流量は、安定に送液できる範囲であれば特に制限されないが、好ましくは０．１ｍＬ／分以上３０ｍＬ／分以下、より好ましくは１ｍＬ／分以上１０ｍＬ／分以下としうる。
第一配管８への第一容器１に保管されるカチオン源溶液の送液は、第一送液ポンプ６の吐出口を第一配管８に接続することで実施する。カチオン源溶液の流量は、安定に送液できる範囲であれば特に制限されないが、好ましくは０．１ｍＬ／分以上３０ｍＬ／分以下、より好ましくは１ｍＬ／分以上１０ｍＬ／分以下としうる。
【0041】
＜アニオン源溶液作製工程Ｓ３０＞
第二容器２に保管されるアニオン源溶液は、硫黄イオン源と水をビーカー内でガラス棒やスターラーを用いて撹拌したり、それぞれの溶液と流路を別々に用意し、密閉された配管内で合流させたりする事によって混合し作製する。所望の組成比の半導体ナノ粒子集合体を得るため、硫黄イオン源の仕込み濃度は銅イオン源の仕込み濃度の等倍以上、５倍以下である事が好ましい。
第二容器２に保管されるアニオン源溶液は、硫黄イオン源と水をビーカー内でガラス棒やスターラーを用いて撹拌したり、それぞれの溶液と流路を別々に用意し、密閉された配管内で合流させたりする事によって混合し作製する。所望の組成比の半導体ナノ粒子集合体を得るため、硫黄イオン源の仕込み濃度は銅イオン源の仕込み濃度の等倍以上、５倍以下である事が好ましい。
【0042】
＜第二配管送液工程Ｓ４０＞
第二配管９への第二容器２に保管されるアニオン源溶液の送液は、第二送液ポンプ７の吐出口を第二配管９に接続することで実施する。アニオン源溶液の流量は、安定に送液できる範囲であれば特に制限されないが、好ましくは０．０５ｍＬ／分以上１０ｍＬ／分以下、より好ましくは０．１ｍＬ／分以上５ｍＬ／分以下としうる。
第二配管９への第二容器２に保管されるアニオン源溶液の送液は、第二送液ポンプ７の吐出口を第二配管９に接続することで実施する。アニオン源溶液の流量は、安定に送液できる範囲であれば特に制限されないが、好ましくは０．０５ｍＬ／分以上１０ｍＬ／分以下、より好ましくは０．１ｍＬ／分以上５ｍＬ／分以下としうる。
【0043】
＜前駆体溶液作製工程Ｓ５０＞
前駆体溶液作製工程Ｓ５０において、混合部３内部で第一容器１に保管されるカチオン源溶液と第二容器２に保管されるアニオン源溶液を化学反応させることにより前駆体を作製する。前駆体では配位子の存在により、第一容器１に保管されるカチオン源溶液と第二容器２に保管されるアニオン源溶液との反応が抑制されるため、第一容器１に保管されるカチオン源溶液と第二容器２に保管されるアニオン源溶液の反応は、エンブリオ（幼核）形成で止まり、エンブリオが半導体ナノ粒子に成長することはない。
前駆体溶液作製工程Ｓ５０において、混合部３内部で第一容器１に保管されるカチオン源溶液と第二容器２に保管されるアニオン源溶液を化学反応させることにより前駆体を作製する。前駆体では配位子の存在により、第一容器１に保管されるカチオン源溶液と第二容器２に保管されるアニオン源溶液との反応が抑制されるため、第一容器１に保管されるカチオン源溶液と第二容器２に保管されるアニオン源溶液の反応は、エンブリオ（幼核）形成で止まり、エンブリオが半導体ナノ粒子に成長することはない。
【0044】
上記の通り、半導体ナノ粒子集合体の組成比を均一にするためには、エンブリオの状態を制御することが重要であり、そのためには、カチオン源溶液とアニオン源溶液を均一かつ高速に混合することが望まれる。
【0045】
本工程では、第一容器１に保管されるカチオン源溶液と第二容器２に保管されるアニオン源溶液とを、マイクロ流路である混合部３の第三配管接続部３ｃ内、具体的には流路断面積が０．０４９１ｍｍ２以上０．７８５ｍｍ２以下の混合流路内で連続的に高速混合する。それにより、カチオン源溶液とアニオン源溶液を均一かつ高速に混合することができるため、第三配管接続部３ｃ内において、カチオン源溶液とアニオン源溶液の混合比率を制御しやすく、場所による各液の濃度のばらつきも小さくしうる。それにより、エンブリオの状態を良好に制御できるため、半導体ナノ粒子集合体の組成比を均一にすることができる。
【0046】
＜加熱反応工程Ｓ６０＞
加熱反応工程Ｓ６０において、前駆体を第三配管１０に通液させ、第三配管１０内部で加熱することによって、イオン同士が結合する反応を抑制していた配位子の作用を弱め、水熱合成反応による半導体ナノ粒子形成を進行させる。
加熱反応工程Ｓ６０において、前駆体を第三配管１０に通液させ、第三配管１０内部で加熱することによって、イオン同士が結合する反応を抑制していた配位子の作用を弱め、水熱合成反応による半導体ナノ粒子形成を進行させる。
【0047】
前駆体が加熱される時間は、加熱器４に設置されている第三配管１０の内部を前駆体が通液する時間として算出することが可能である。具体的には、加熱器４に設置されている第三配管１０の長さや内径、第一送液ポンプ６と第二送液ポンプ７の流速によって制御することが可能である。加熱温度Ｔと加熱時間ｔは、式（１）を満たす事が好ましい。
式（１）：１２＜（Ｔ－１１０）×ｔ＜６０、１１０＜Ｔ＜２００
式（１）：１２＜（Ｔ－１１０）×ｔ＜６０、１１０＜Ｔ＜２００
【0048】
加熱温度Ｔが１１０℃以下の場合、第一容器１に保管されるカチオン源溶液と第二容器２に保管されるアニオン源溶液の反応を抑制する配位子の作用が強いため、半導体ナノ粒子形成反応が進行せず、所定以上の粒径には成長しにくいため、例えば内部量子効率が８％以上となる半導体ナノ粒子集合体を得ることが困難となる。また、加熱温度Ｔが２００℃以上の場合、配位子が熱分解しやすいため、半導体ナノ粒子の形成反応が制御不能となりやすく、例えば内部量子効率が８％以上となる半導体ナノ粒子集合体を得ることが困難となる。
【0049】
また、加熱温度が１１０℃よりも大きく２００℃未満であっても、加熱時間ｔが小さく（Ｔ－１１０）×ｔ＜１２となる場合、加熱反応が十分に進行しにくいため、半導体ナノ粒子が十分に形成されず、また所定以上の粒径に成長しにくいため、例えば内部量子効率が８％以上となる半導体ナノ粒子集合体を得ることが困難となる。また、加熱時間ｔが大きく（Ｔ－１１０）×ｔ＞６０となる場合、加熱反応が過剰に進行し、配位子が過剰に熱分解することで、形成した半導体ナノ粒子が凝集するため、例えば内部量子効率が８％以上となる半導体ナノ粒子集合体を得ることが困難となる。したがって、本発明では、加熱反応工程Ｓ６０を、式（１）を満たすような条件で行う。
【0050】
＜冷却反応工程Ｓ７０＞
冷却反応工程Ｓ７０において、加熱工程で加熱された溶液を冷却器５に設置されている第三配管１０の内部に通液することによって、冷却反応工程Ｓ７０が進行し、加熱反応工程Ｓ６０が終了する。
冷却反応工程Ｓ７０において、加熱工程で加熱された溶液を冷却器５に設置されている第三配管１０の内部に通液することによって、冷却反応工程Ｓ７０が進行し、加熱反応工程Ｓ６０が終了する。
【0051】
半導体ナノ粒子形成反応をより精密に制御するためには、加熱反応工程Ｓ６０で加熱された溶液を迅速にナノ粒子形成反応が終了する温度まで下げることが重要である。具体的には、粒子の過剰な成長を防止するために、冷却器５によって第三配管１０内部の温度を１１０℃以下、好ましくは４０℃以下、より好ましくは２５℃以下にすることが望まれる。
【0052】
＜背圧印加部通液工程Ｓ８０＞
背圧印加部通液工程Ｓ８０において、冷却反応工程Ｓ７０で冷却された溶液が背圧印加部１１を通液することにより、背圧印加部１１より上流工程における配管内部に圧力を印加する。加熱反応工程Ｓ６０において、水熱合成を実施するためには、溶媒である水を沸騰させないように、背圧印加部１１において０．３ＭＰａ以上、好ましくは０．５ＭＰａ以上、更に好ましくは１．０ＭＰａ以上の圧力を印加することが好ましい。
背圧印加部通液工程Ｓ８０において、冷却反応工程Ｓ７０で冷却された溶液が背圧印加部１１を通液することにより、背圧印加部１１より上流工程における配管内部に圧力を印加する。加熱反応工程Ｓ６０において、水熱合成を実施するためには、溶媒である水を沸騰させないように、背圧印加部１１において０．３ＭＰａ以上、好ましくは０．５ＭＰａ以上、更に好ましくは１．０ＭＰａ以上の圧力を印加することが好ましい。
【0053】
これらの工程を経ることで、半導体ナノ粒子集合体を半導体ナノ粒子が水に分散した状態で得ることが出来る。
【0054】
よって、本実施形態によれば、カチオン源溶液を調製する工程と、カチオン源溶液とアニオン源溶液とを所定の流路断面積を有する第三配管接続部３ｃ内で混合して、前駆体溶液を作製する工程と、当該前駆体溶液を加温及び印加し、水熱合成反応を生じさせる加熱反応工程と、水熱合成反応後に、前駆体溶液を冷却する冷却反応工程とを行う。
それにより、第一容器１に保管されるカチオン源溶液と第二容器２に保管されるアニオン源溶液を均一に高速混合することで、半導体ナノ粒子形成前のエンブリオの状態を制御することができる。また、第三配管１０で加熱器４により所定の条件で加熱を行い、空間的・時間的な加熱のバラつきを軽減することができるため、半導体ナノ粒子の形成反応を制御できる。これらの作用により、組成比が均一で、粒径が制御された、高発光効率な半導体ナノ粒子集合体を提供することが可能となる。
それにより、第一容器１に保管されるカチオン源溶液と第二容器２に保管されるアニオン源溶液を均一に高速混合することで、半導体ナノ粒子形成前のエンブリオの状態を制御することができる。また、第三配管１０で加熱器４により所定の条件で加熱を行い、空間的・時間的な加熱のバラつきを軽減することができるため、半導体ナノ粒子の形成反応を制御できる。これらの作用により、組成比が均一で、粒径が制御された、高発光効率な半導体ナノ粒子集合体を提供することが可能となる。
【0055】
なお、上記実施形態では、カチオン源溶液作製工程Ｓ１０及び第一配管送液工程Ｓ２０を行った後、アニオン源溶液作製工程Ｓ３０及び第二配管送液工程Ｓ４０を行っているが、これらの順番は限定されない。例えば、アニオン源溶液作製工程Ｓ３０及び第二配管送液工程Ｓ４０を行った後、カチオン源溶液作製工程Ｓ１０及び第一配管送液工程Ｓ２０を行ってもよいし、カチオン源溶液作製工程Ｓ１０及び第一配管送液工程Ｓ２０と、アニオン源溶液作製工程Ｓ３０及び第二配管送液工程Ｓ４０とを同時に行ってもよい。
【0056】
また、上記実施形態では、混合部３の第一配管接続部３ａと第一配管８とが別体であるが、一体であってもよく、例えば第一配管接続部３ａが第一送液ポンプ６と直接接続されていてもよい。同様に、上記実施形態では、混合部３の第二配管接続部３ｂと第二配管９とが別体であるが、一体であってもよく、例えば第二配管接続部３ｂが第二送液ポンプ７と直接接続されていてもよい。同様に、上記実施形態では、混合部３の第三配管接続部３ｃと第三配管１０とが別体であるが、一体であってもよく、例えば第三配管接続部３ｃが加熱器４と直接接続されていてもよい。
【実施例0057】
以下、本発明の実施例について詳述する。
【0058】
（実施例１）
以下の構成で半導体ナノ粒子集合体の製造装置を作製した。
以下の構成で半導体ナノ粒子集合体の製造装置を作製した。
【0059】
＜半導体ナノ粒子集合体合成装置の構成＞
第一送液ポンプ６及び第二送液ポンプ７には、ダブルプランジャーポンプ（ＹＭＣ製）を用いて、それぞれに前記第一容器１に保管されるカチオン源溶液と前記第二容器２に保管されるアニオン源溶液を吸引できるように設置した。
第一配管８及び第二配管９には、外径が１．５９ｍｍ、内径が１ｍｍのＰＴＦＥチューブを用いて、それぞれ第一送液ポンプ６と第一配管接続部３a、第二送液ポンプ７と第二配管接続部３ｂとを接続した。
混合部３には、内径が１ｍｍであり、第三配管接続部３ｃの断面積が０．７８５ｍｍ２、流路長さが０．５ｍｍ以上３０ｍｍ以下を満たすＴ字型マイクロミキサ（三幸精機工業社製）を用いて第一容器１に保管されるカチオン源溶液と第二容器２に保管されるアニオン源溶液の混合を行った。
第三配管１０には、外径が１．５９ｍｍ、内径が１ｍｍのＳＵＳチューブを用いて、加熱器４に設置されている箇所の長さが１．８ｍ、加熱器４の下流側から冷却器５に設置されている箇所までの長さが１ｍとなるように、第三配管接続部３ｃに接続した。
加熱器４には、オイルバスを用い、オイルバス内の熱媒に第三配管１０の一部を浸漬することで加熱を行った。
冷却器５には、ウォーターバスを用い、ウォーターバス内の冷却水に第三配管１０の一部を浸漬することで冷却を行った。
背圧印加部１１には、自動背圧弁（ＤＦＣ製）を用い、第三配管１０内部への圧力印加が一定となるようにした。
第一送液ポンプ６及び第二送液ポンプ７には、ダブルプランジャーポンプ（ＹＭＣ製）を用いて、それぞれに前記第一容器１に保管されるカチオン源溶液と前記第二容器２に保管されるアニオン源溶液を吸引できるように設置した。
第一配管８及び第二配管９には、外径が１．５９ｍｍ、内径が１ｍｍのＰＴＦＥチューブを用いて、それぞれ第一送液ポンプ６と第一配管接続部３a、第二送液ポンプ７と第二配管接続部３ｂとを接続した。
混合部３には、内径が１ｍｍであり、第三配管接続部３ｃの断面積が０．７８５ｍｍ２、流路長さが０．５ｍｍ以上３０ｍｍ以下を満たすＴ字型マイクロミキサ（三幸精機工業社製）を用いて第一容器１に保管されるカチオン源溶液と第二容器２に保管されるアニオン源溶液の混合を行った。
第三配管１０には、外径が１．５９ｍｍ、内径が１ｍｍのＳＵＳチューブを用いて、加熱器４に設置されている箇所の長さが１．８ｍ、加熱器４の下流側から冷却器５に設置されている箇所までの長さが１ｍとなるように、第三配管接続部３ｃに接続した。
加熱器４には、オイルバスを用い、オイルバス内の熱媒に第三配管１０の一部を浸漬することで加熱を行った。
冷却器５には、ウォーターバスを用い、ウォーターバス内の冷却水に第三配管１０の一部を浸漬することで冷却を行った。
背圧印加部１１には、自動背圧弁（ＤＦＣ製）を用い、第三配管１０内部への圧力印加が一定となるようにした。
【0060】
次に、以下の製造方法によって、第一容器１に保管されるカチオン源溶液と第二容器２に保管されるアニオン源溶液を作製した。
【0061】
＜第一容器１に保管されるカチオン源溶液の作製＞
第一容器１に保管されるカチオン源溶液として、ビーカー内に超純水１００ｍｌを入れた後に、配位子としてＮ－アセチル－Ｌ－システイン（ＮＡＣ）を２．４ｍｍｏｌ加えて攪拌し、その後、銅イオン源として塩化銅（ＩＩ）二水和物を０．４ｍｍｏｌ、インジウムイオン源として塩化インジウム（ＩＩＩ）四水和物を０．４ｍｍｏｌ加えて再び撹拌した。その後、アンモニア水溶液を滴下することで、ｐＨが３となるように調整した。
第一容器１に保管されるカチオン源溶液として、ビーカー内に超純水１００ｍｌを入れた後に、配位子としてＮ－アセチル－Ｌ－システイン（ＮＡＣ）を２．４ｍｍｏｌ加えて攪拌し、その後、銅イオン源として塩化銅（ＩＩ）二水和物を０．４ｍｍｏｌ、インジウムイオン源として塩化インジウム（ＩＩＩ）四水和物を０．４ｍｍｏｌ加えて再び撹拌した。その後、アンモニア水溶液を滴下することで、ｐＨが３となるように調整した。
【0062】
＜第二容器２に保管されるアニオン源溶液の作製＞
第二容器２に保管されるアニオン源溶液として、ビーカー内に超純水５０ｍｌを入れた後に、硫黄イオン源として硫化ナトリウム九水和物を５ｍｍｏｌ加えて撹拌した。
第二容器２に保管されるアニオン源溶液として、ビーカー内に超純水５０ｍｌを入れた後に、硫黄イオン源として硫化ナトリウム九水和物を５ｍｍｏｌ加えて撹拌した。
【0063】
次に、以下の合成条件で、半導体ナノ粒子集合体を作製した。
【0064】
＜半導体ナノ粒子集合体の作製＞
上記製造装置の第一容器１にカチオン源溶液を、第二容器２にアニオン源溶液をそれぞれ投入した。次いで、第一送液ポンプ６と第二送液ポンプ７の流量をそれぞれ２．８６ｍｌ／分、０．２８ｍｌ／分に設定して、第一容器１に保管されるカチオン源溶液と第二容器２に保管されるアニオン源溶液をそれぞれ送液した。
加熱器４の温度を１２０℃に設定した。この時、第三配管１０が加熱器４に浸漬している箇所を前駆体が通液する時間は１．８分である。
冷却器５の温度は２５℃に設定した。この時、第三配管１０が冷却器５に浸漬している箇所を前駆体が通液する時間は１５秒である。
背圧印加部１１の印加圧力を１ＭＰａに設定した。
第一送液ポンプ６及び第二送液ポンプ７の送液を開始してから、作製した半導体ナノ粒子集合体が背圧印加部１１から出てくるまでには時間を要するため、第一送液ポンプ６と第二送液ポンプ７の両方の送液を開始して１０分後からの試料のみを採取した。
上記製造装置の第一容器１にカチオン源溶液を、第二容器２にアニオン源溶液をそれぞれ投入した。次いで、第一送液ポンプ６と第二送液ポンプ７の流量をそれぞれ２．８６ｍｌ／分、０．２８ｍｌ／分に設定して、第一容器１に保管されるカチオン源溶液と第二容器２に保管されるアニオン源溶液をそれぞれ送液した。
加熱器４の温度を１２０℃に設定した。この時、第三配管１０が加熱器４に浸漬している箇所を前駆体が通液する時間は１．８分である。
冷却器５の温度は２５℃に設定した。この時、第三配管１０が冷却器５に浸漬している箇所を前駆体が通液する時間は１５秒である。
背圧印加部１１の印加圧力を１ＭＰａに設定した。
第一送液ポンプ６及び第二送液ポンプ７の送液を開始してから、作製した半導体ナノ粒子集合体が背圧印加部１１から出てくるまでには時間を要するため、第一送液ポンプ６と第二送液ポンプ７の両方の送液を開始して１０分後からの試料のみを採取した。
【0065】
次に、以下の評価方法で、半導体ナノ粒子集合体を評価した。
【0066】
＜半導体ナノ粒子集合体の組成比および平均粒径評価＞
半導体ナノ粒子集合体の組成比を、ＳＴＥＭによるＥＤＸによって評価するため、得られた半導体ナノ粒子集合体に沈殿物が形成するまで２－プロパノールを滴下した後に、得られた沈殿物含有溶液を遠心分離し、上澄み液を破棄することで、半導体ナノ粒子集合体を洗浄・分離した。分離した半導体ナノ粒子集合体は超純水を用いて再分散した後に、ＴＥＭ観察用のＮｉメッシュに滴下して乾燥させた。
ＳＴＥＭ観察には、走査型透過電子顕微鏡（日本電子製 ＪＥＭ－ＡＲＭ２００Ｆ）を用いて、加速電圧２００ｋＶにて観察を行った。そして、ランダムに選択した粒子２０個について、それぞれ半導体ナノ粒子が１つのみ入る視野像においてＥＤＸによる元素分析を実施した。さらに、ランダムに選択した粒子２０個について、半導体ナノ粒子の粒径を測定し、それらの平均値をとって平均粒径を算出した。その結果を表１に示す。
半導体ナノ粒子集合体の組成比を、ＳＴＥＭによるＥＤＸによって評価するため、得られた半導体ナノ粒子集合体に沈殿物が形成するまで２－プロパノールを滴下した後に、得られた沈殿物含有溶液を遠心分離し、上澄み液を破棄することで、半導体ナノ粒子集合体を洗浄・分離した。分離した半導体ナノ粒子集合体は超純水を用いて再分散した後に、ＴＥＭ観察用のＮｉメッシュに滴下して乾燥させた。
ＳＴＥＭ観察には、走査型透過電子顕微鏡（日本電子製 ＪＥＭ－ＡＲＭ２００Ｆ）を用いて、加速電圧２００ｋＶにて観察を行った。そして、ランダムに選択した粒子２０個について、それぞれ半導体ナノ粒子が１つのみ入る視野像においてＥＤＸによる元素分析を実施した。さらに、ランダムに選択した粒子２０個について、半導体ナノ粒子の粒径を測定し、それらの平均値をとって平均粒径を算出した。その結果を表１に示す。
【0067】
＜半導体ナノ粒子の内部量子効率評価＞
作製した半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率を評価するため、得られた半導体ナノ粒子集合体を超純水によって１０倍に希釈した後に、ＱＥ－２０００（大塚電子製）によって内部量子効率を評価した。
この時、バイオイメージングへの適応を想定して、内部量子効率が８％以上の場合は内部量子効率が高いとして○で判定し、内部量子効率が８％未満の場合は内部量子効率が低いとして×で判定した。また、内部量子効率が９％以上の場合はより一層、内部量子効率が高いとして◎で判定した。その結果を表１に示す。
表１の結果より、半導体ナノ粒子集合体を構成する半導体ナノ粒子のうち、組成式ＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．２≦ｘ＜０．３、０．２＜ｙ＜０．３）で表せる割合が８０％の場合、内部量子効率は８．１％であり、高いことが明らかとなった。また、第三流路接続部の流路方向に垂直な断面積が０．７８５ｍｍ２の場合、内部量子効率は８．１％であり、高いことが明らかとなった。
作製した半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率を評価するため、得られた半導体ナノ粒子集合体を超純水によって１０倍に希釈した後に、ＱＥ－２０００（大塚電子製）によって内部量子効率を評価した。
この時、バイオイメージングへの適応を想定して、内部量子効率が８％以上の場合は内部量子効率が高いとして○で判定し、内部量子効率が８％未満の場合は内部量子効率が低いとして×で判定した。また、内部量子効率が９％以上の場合はより一層、内部量子効率が高いとして◎で判定した。その結果を表１に示す。
表１の結果より、半導体ナノ粒子集合体を構成する半導体ナノ粒子のうち、組成式ＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．２≦ｘ＜０．３、０．２＜ｙ＜０．３）で表せる割合が８０％の場合、内部量子効率は８．１％であり、高いことが明らかとなった。また、第三流路接続部の流路方向に垂直な断面積が０．７８５ｍｍ２の場合、内部量子効率は８．１％であり、高いことが明らかとなった。
【0068】
（実施例２）
第三配管接続部３ｃの流路方向に垂直な断面積による、半導体ナノ粒子の粒子単位での組成の変化と、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、混合部３の内径が０．２５ｍｍのものを使用し、第三流路接続部の流路方向に垂直な断面積が０，０４９１ｍｍ２となるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、評価を行った。その結果を表１に示す。表１の結果より、ＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．２≦ｘ＜０．３、０．２＜ｙ＜０．３）で表せる割合は９５％であり、また内部量子効率は９．４％と高いことが明らかとなった。
また、表１の結果より、第三流路接続部の流路方向に垂直な断面積が０．０４９１ｍｍ２の場合、内部量子効率は９．４％と更に高いことが明らかとなった。
第三配管接続部３ｃの流路方向に垂直な断面積による、半導体ナノ粒子の粒子単位での組成の変化と、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、混合部３の内径が０．２５ｍｍのものを使用し、第三流路接続部の流路方向に垂直な断面積が０，０４９１ｍｍ２となるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、評価を行った。その結果を表１に示す。表１の結果より、ＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．２≦ｘ＜０．３、０．２＜ｙ＜０．３）で表せる割合は９５％であり、また内部量子効率は９．４％と高いことが明らかとなった。
また、表１の結果より、第三流路接続部の流路方向に垂直な断面積が０．０４９１ｍｍ２の場合、内部量子効率は９．４％と更に高いことが明らかとなった。
【0069】
（実施例３）
第三配管接続部３ｃの流路方向に垂直な断面積による、半導体ナノ粒子の粒子単位での組成の変化と、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、混合部３の内径が０．２５ｍｍのものを使用し、第三流路接続部の流路方向に垂直な断面積が０，１９６ｍｍ２となるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、評価を行った。その結果を表２に示す。表２の結果より第三流路接続部の流路方向に垂直な断面積が０．１９６ｍｍ２の場合、半導体ナノ粒子集合体を形成する半導体ナノ粒子のうち、組成式ＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．２≦ｘ＜０．３、０．２＜ｙ＜０．３）で表せる割合は９０％であり、また内部量子効率は８．２％と高いことが明らかとなった。
第三配管接続部３ｃの流路方向に垂直な断面積による、半導体ナノ粒子の粒子単位での組成の変化と、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、混合部３の内径が０．２５ｍｍのものを使用し、第三流路接続部の流路方向に垂直な断面積が０，１９６ｍｍ２となるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、評価を行った。その結果を表２に示す。表２の結果より第三流路接続部の流路方向に垂直な断面積が０．１９６ｍｍ２の場合、半導体ナノ粒子集合体を形成する半導体ナノ粒子のうち、組成式ＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．２≦ｘ＜０．３、０．２＜ｙ＜０．３）で表せる割合は９０％であり、また内部量子効率は８．２％と高いことが明らかとなった。
【0070】
（比較例１）
第一容器１に保管されるカチオン源溶液００ｍｌとアニオン源溶液９．６ｍｌをビーカー内で混合して前駆体溶液を作製し、作製した前駆体溶液をダブルプランジャーポンプ（ＹＭＣ製）を用いて直接第三配管１０内部に流量３．１４ｍｌ／ｍｉｎで送液した以外は、実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、評価した。その結果を表１に示す。表１の結果より、バッチで第一容器１に保管されるカチオン源溶液と第二容器２に保管されるアニオン源溶液を混合して前駆体を作製した場合、半導体ナノ粒子集合体を形成する半導体ナノ粒子のうち、組成式ＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．２≦ｘ＜０．３、０．２＜ｙ＜０．３）で表わされる半導体ナノ粒子の割合が６０％であり、また内部量子効率は４．１％と低いことが明らかとなった。
第一容器１に保管されるカチオン源溶液００ｍｌとアニオン源溶液９．６ｍｌをビーカー内で混合して前駆体溶液を作製し、作製した前駆体溶液をダブルプランジャーポンプ（ＹＭＣ製）を用いて直接第三配管１０内部に流量３．１４ｍｌ／ｍｉｎで送液した以外は、実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、評価した。その結果を表１に示す。表１の結果より、バッチで第一容器１に保管されるカチオン源溶液と第二容器２に保管されるアニオン源溶液を混合して前駆体を作製した場合、半導体ナノ粒子集合体を形成する半導体ナノ粒子のうち、組成式ＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．２≦ｘ＜０．３、０．２＜ｙ＜０．３）で表わされる半導体ナノ粒子の割合が６０％であり、また内部量子効率は４．１％と低いことが明らかとなった。
【0071】
（比較例２）
第三配管接続部３ｃの流路方向に垂直な断面積による、半導体ナノ粒子集合体の組成と、内部量子効率の変化を調査するため、混合部３の内径が０．１ｍｍのものを使用し、第三流路接続部の流路方向に垂直な断面積が０．００７８５ｍｍ２となるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、評価を行った。その結果を表２に示す。表２の結果より第三流路接続部の流路方向に垂直な断面積が０.００７８５ｍｍ２の場合、半導体ナノ粒子集合体を形成する半導体ナノ粒子のうち、組成式ＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．２≦ｘ＜０．３、０．２＜ｙ＜０．３）で表せる割合は４０％であり、また内部量子効率は１．９％と低いことが明らかとなった。
第三配管接続部３ｃの流路方向に垂直な断面積による、半導体ナノ粒子集合体の組成と、内部量子効率の変化を調査するため、混合部３の内径が０．１ｍｍのものを使用し、第三流路接続部の流路方向に垂直な断面積が０．００７８５ｍｍ２となるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、評価を行った。その結果を表２に示す。表２の結果より第三流路接続部の流路方向に垂直な断面積が０.００７８５ｍｍ２の場合、半導体ナノ粒子集合体を形成する半導体ナノ粒子のうち、組成式ＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．２≦ｘ＜０．３、０．２＜ｙ＜０．３）で表せる割合は４０％であり、また内部量子効率は１．９％と低いことが明らかとなった。
【0072】
（比較例３）
第三配管接続部３ｃの流路方向に垂直な断面積による、半導体ナノ粒子集合体の組成と、内部量子効率の変化を調査するため、混合部３の内径が２．２ｍｍのものを使用し、第三流路接続部の流路方向に垂直な断面積が４．５２ｍｍ２となるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、評価を行った。その結果を表２に示す。表２の結果より第三流路接続部の流路方向に垂直な断面積が０.００７８５ｍｍ２の場合、半導体ナノ粒子集合体を形成する半導体ナノ粒子のうち、組成式ＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．２≦ｘ＜０．３、０．２＜ｙ＜０．３）で表せる割合は６５％であり、また内部量子効率は４．２％と低いことが明らかとなった。
第三配管接続部３ｃの流路方向に垂直な断面積による、半導体ナノ粒子集合体の組成と、内部量子効率の変化を調査するため、混合部３の内径が２．２ｍｍのものを使用し、第三流路接続部の流路方向に垂直な断面積が４．５２ｍｍ２となるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、評価を行った。その結果を表２に示す。表２の結果より第三流路接続部の流路方向に垂直な断面積が０.００７８５ｍｍ２の場合、半導体ナノ粒子集合体を形成する半導体ナノ粒子のうち、組成式ＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．２≦ｘ＜０．３、０．２＜ｙ＜０．３）で表せる割合は６５％であり、また内部量子効率は４．２％と低いことが明らかとなった。
【0073】
実施例１～３及び比較例１～３の評価結果を表１に示す。
【0074】
【表1】
【0075】
実施例１、実施例２および比較例１より、半導体ナノ粒子集合体を形成する半導体ナノ粒子のうち、ＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．２≦ｘ＜０．３、０．２＜ｙ＜０．３）で表される割合が８０％の場合は量子効率が高く、９５％の場合は更に量子効率が高いことが明らかとなった。
ゆえに、請求項１または請求項２に記載の半導体ナノ粒子集合体において、高い内部量子効率を実現することが出来る。
ゆえに、請求項１または請求項２に記載の半導体ナノ粒子集合体において、高い内部量子効率を実現することが出来る。
【0076】
また、実施例１～実施例３及び比較例１～比較例３より、第三流路接続部の流路方向に垂直な断面積が０．０４９１ｍｍ２以上０．７８５ｍｍ２以下で連続混合した場合は、バッチ混合した場合や、上記断面積を満たさない条件で連続混合した場合よりも、ＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．２≦ｘ＜０．３、０．２＜ｙ＜０．３）で表せる割合が高く、内部量子効率も８％以上と高いことが明らかとなった。
ゆえに、請求項４に記載の製造方法において、ＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．２≦ｘ＜０．３、０．２＜ｙ＜０．３）で表せる割合が高く、より高い内部量子効率である半導体ナノ粒子集合体を製造することが出来る。
ゆえに、請求項４に記載の製造方法において、ＣｕｘＩｎｙＳ（１－ｘ－ｙ）（０．２≦ｘ＜０．３、０．２＜ｙ＜０．３）で表せる割合が高く、より高い内部量子効率である半導体ナノ粒子集合体を製造することが出来る。
【0077】
（比較例４）
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を１１０℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを０．４ｍに変更して、加熱時間が０．１ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、組成、平均粒径及び内部量子効率を評価した。その結果を表２に示す。表２の結果より、Ｔが１１０℃の場合、内部量子効率は１．２％であり、低いことが明らかとなった。
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を１１０℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを０．４ｍに変更して、加熱時間が０．１ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、組成、平均粒径及び内部量子効率を評価した。その結果を表２に示す。表２の結果より、Ｔが１１０℃の場合、内部量子効率は１．２％であり、低いことが明らかとなった。
【0078】
（比較例５）
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を１１０℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを１．６ｍに変更して、加熱時間が０．４ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、組成、平均粒径及び内部量子効率を評価した。その結果を表２に示す。表２の結果より、Ｔが１１０℃の場合、内部量子効率は２．１％であり、低いことが明らかとなった。
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を１１０℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを１．６ｍに変更して、加熱時間が０．４ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、組成、平均粒径及び内部量子効率を評価した。その結果を表２に示す。表２の結果より、Ｔが１１０℃の場合、内部量子効率は２．１％であり、低いことが明らかとなった。
【0079】
（比較例６）
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を１１０℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを４．８ｍに変更して、加熱時間が１．２ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、組成、平均粒径及び内部量子効率を評価した。その結果を表２に示す。表２の結果より、Ｔが１１０℃の場合、内部量子効率は２．６％であり、低いことが明らかとなった。
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を１１０℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを４．８ｍに変更して、加熱時間が１．２ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、組成、平均粒径及び内部量子効率を評価した。その結果を表２に示す。表２の結果より、Ｔが１１０℃の場合、内部量子効率は２．６％であり、低いことが明らかとなった。
【0080】
（比較例７）
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を１１０℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを７．２ｍに変更して、加熱時間が１．８ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、組成、平均粒径及び内部量子効率を評価した。その結果を表２に示す。表２の結果より、Ｔが１１０℃の場合、内部量子効率は３．３％であり、低いことが明らかとなった。
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を１１０℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを７．２ｍに変更して、加熱時間が１．８ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、組成、平均粒径及び内部量子効率を評価した。その結果を表２に示す。表２の結果より、Ｔが１１０℃の場合、内部量子効率は３．３％であり、低いことが明らかとなった。
【0081】
比較例４～７の評価結果を表２に示す。
【0082】
【表2】
【0083】
表２の結果より、加熱温度が１１０℃の条件においては、得られる半導体ナノ粒子の平均粒径は小さく、内部量子効率も低いことが明らかとなった。
【0084】
（実施例４）
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を１２０℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを４．８ｍに変更して、加熱時間が１．２ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、組成、平均粒径及び内部量子効率を評価した。その結果を表３に示す。表３の結果より、内部量子効率は８．１％であり、高いことが明らかとなった。
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を１２０℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを４．８ｍに変更して、加熱時間が１．２ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、組成、平均粒径及び内部量子効率を評価した。その結果を表３に示す。表３の結果より、内部量子効率は８．１％であり、高いことが明らかとなった。
【0085】
（比較例８）
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を１２０℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを０．４ｍに変更して、加熱時間が０．１ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、組成、平均粒径及び内部量子効率を評価した。その結果を表３に示す。表３の結果より、内部量子効率は２．４％であり、低いことが明らかとなった。
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を１２０℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを０．４ｍに変更して、加熱時間が０．１ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、組成、平均粒径及び内部量子効率を評価した。その結果を表３に示す。表３の結果より、内部量子効率は２．４％であり、低いことが明らかとなった。
【0086】
（比較例９）
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を１２０℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを１．６ｍに変更して、加熱時間が０．４ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、組成、平均粒径及び内部量子効率を評価した。その結果を表３に示す。表３の結果より、内部量子効率は４．８％であり、低いことが明らかとなった。
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を１２０℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを１．６ｍに変更して、加熱時間が０．４ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、組成、平均粒径及び内部量子効率を評価した。その結果を表３に示す。表３の結果より、内部量子効率は４．８％であり、低いことが明らかとなった。
【0087】
実施例１、４、比較例８及び９の評価結果を表３に示す。
【0088】
【表3】
【0089】
表３に記載の実施例１、実施例４、比較例８及び比較例９の結果より、加熱温度が１２０℃で加熱時間が１．２ｍｉｎ以上の条件において、得られる半導体ナノ粒子の平均粒径は所定以上の大きさとなり、内部量子効率も高いことが明らかとなった。
【0090】
（実施例５）
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を１６０℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを１．６ｍに変更して、加熱時間が０．４ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、組成、平均粒径及び内部量子効率を評価した。その結果を表４に示す。表４の結果より、内部量子効率は８．６％であり、高いことが明らかとなった。
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を１６０℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを１．６ｍに変更して、加熱時間が０．４ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、組成、平均粒径及び内部量子効率を評価した。その結果を表４に示す。表４の結果より、内部量子効率は８．６％であり、高いことが明らかとなった。
【0091】
（実施例６）
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を１６０℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを４．８ｍに変更して、加熱時間が１．２ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、組成、平均粒径及び内部量子効率を評価した。その結果を表４に示す。表４の結果より、内部量子効率は８．４％であり、高いことが明らかとなった。
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を１６０℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを４．８ｍに変更して、加熱時間が１．２ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、組成、平均粒径及び内部量子効率を評価した。その結果を表４に示す。表４の結果より、内部量子効率は８．４％であり、高いことが明らかとなった。
【0092】
（比較例１０）
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を１６０℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを０．４ｍに変更して、加熱時間が０．１ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、内部量子効率を評価した。その結果を表４に示す。表４の結果より、組成、平均粒径及び内部量子効率は５．１％であり、低いことが明らかとなった。
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を１６０℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを０．４ｍに変更して、加熱時間が０．１ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、内部量子効率を評価した。その結果を表４に示す。表４の結果より、組成、平均粒径及び内部量子効率は５．１％であり、低いことが明らかとなった。
【0093】
（比較例１１）
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を１６０℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを７．２ｍに変更して、加熱時間が１．８ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、内部量子効率を評価した。その結果を表４に示す。表４の結果より、内部量子効率は３．２％であり、低いことが明らかとなった。
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を１６０℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを７．２ｍに変更して、加熱時間が１．８ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、内部量子効率を評価した。その結果を表４に示す。表４の結果より、内部量子効率は３．２％であり、低いことが明らかとなった。
【0094】
実施例５、６、比較例１０及び１１の評価結果を表４に示す。
【0095】
【表4】
【0096】
表４に記載の実施例５、実施例６、比較例１０及び比較例１１の結果より、加熱温度が１６０℃で加熱時間が０．４ｍｉｎ以上１．２ｍｉｎ以下の条件において、得られる半導体ナノ粒子の平均粒径は適度な大きさとなり、内部量子効率も高いことが明らかとなった。
【0097】
（実施例７）
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を１９０℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを１．６ｍに変更して、加熱時間が０．４ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、組成比、平均粒径および内部量子効率を評価した。その結果を表５に示す。表５の結果より、内部量子効率は８．３％であり、高いことが明らかとなった。
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を１９０℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを１．６ｍに変更して、加熱時間が０．４ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、組成比、平均粒径および内部量子効率を評価した。その結果を表５に示す。表５の結果より、内部量子効率は８．３％であり、高いことが明らかとなった。
【0098】
（比較例１２）
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を１９０℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを０．４ｍに変更して、加熱時間が０．１ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、組成比、平均粒径および内部量子効率を評価した。その結果を表５に示す。表５の結果より、内部量子効率は６．９％であり、低いことが明らかとなった。
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を１９０℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを０．４ｍに変更して、加熱時間が０．１ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、組成比、平均粒径および内部量子効率を評価した。その結果を表５に示す。表５の結果より、内部量子効率は６．９％であり、低いことが明らかとなった。
【0099】
（比較例１３）
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を１９０℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを４．８ｍに変更して、加熱時間が１．２ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、組成比、平均粒径および内部量子効率を評価した。その結果を表５に示す。表５の結果より、内部量子効率は３．１％であり、低いことが明らかとなった。
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を１９０℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを４．８ｍに変更して、加熱時間が１．２ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、組成比、平均粒径および内部量子効率を評価した。その結果を表５に示す。表５の結果より、内部量子効率は３．１％であり、低いことが明らかとなった。
【0100】
（比較例１４）
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を１９０℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを７．２ｍに変更して、加熱時間が１．８ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、組成比、平均粒径および内部量子効率を評価した。その結果を表５に示す。作製した半導体ナノ粒子集合体は、過度の加熱による配位子の熱分解により、半導体ナノ粒子の凝集が発生したため、分散性が非常に悪く、ＴＥＭによる半導体ナノ粒子集合体の組成比および平均粒径の評価は不能であった。また、内部量子効率を測定する際の励起光が散乱するために、内部量子効率は０％と低いことが明らかとなった。
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を１９０℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを７．２ｍに変更して、加熱時間が１．８ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、組成比、平均粒径および内部量子効率を評価した。その結果を表５に示す。作製した半導体ナノ粒子集合体は、過度の加熱による配位子の熱分解により、半導体ナノ粒子の凝集が発生したため、分散性が非常に悪く、ＴＥＭによる半導体ナノ粒子集合体の組成比および平均粒径の評価は不能であった。また、内部量子効率を測定する際の励起光が散乱するために、内部量子効率は０％と低いことが明らかとなった。
【0101】
実施例７および比較例１２～１４の評価結果を表５に示す。
【0102】
【表5】
【0103】
表５に記載の実施例７、比較例１２、比較例１３及び比較例１４の結果より、加熱温度が１９０℃で加熱時間が０．４ｍｉｎの条件において、得られる半導体ナノ粒子の平均粒径は適度な大きさとなり、内部量子効率も高いことが明らかとなった。
【0104】
（比較例１５）
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を２００℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを０．４ｍに変更して、加熱時間が０．１ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、内部量子効率を評価した。その結果を表６に示す。作製した半導体ナノ粒子集合体は、過度の加熱による配位子の熱分解により、半導体ナノ粒子の凝集が発生したため、分散性が非常に悪く、ＴＥＭによる半導体ナノ粒子集合体の組成比および平均粒径の評価は不能であった。また、内部量子効率を測定する際の励起光が散乱するために、内部量子効率は０％と低いことが明らかとなった。
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を２００℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを０．４ｍに変更して、加熱時間が０．１ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、内部量子効率を評価した。その結果を表６に示す。作製した半導体ナノ粒子集合体は、過度の加熱による配位子の熱分解により、半導体ナノ粒子の凝集が発生したため、分散性が非常に悪く、ＴＥＭによる半導体ナノ粒子集合体の組成比および平均粒径の評価は不能であった。また、内部量子効率を測定する際の励起光が散乱するために、内部量子効率は０％と低いことが明らかとなった。
【0105】
（比較例１６）
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を２００℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを１．６ｍに変更して、加熱時間が１．６ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、内部量子効率を評価した。その結果を表６に示す。作製した半導体ナノ粒子集合体は、過度の加熱による配位子の熱分解により、半導体ナノ粒子の凝集が発生したため、分散性が非常に悪く、ＴＥＭによる半導体ナノ粒子集合体の組成比および平均粒径の評価は不能であった。また、内部量子効率を測定する際の励起光が散乱するために、内部量子効率は０％と低いことが明らかとなった。
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を２００℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを１．６ｍに変更して、加熱時間が１．６ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、内部量子効率を評価した。その結果を表６に示す。作製した半導体ナノ粒子集合体は、過度の加熱による配位子の熱分解により、半導体ナノ粒子の凝集が発生したため、分散性が非常に悪く、ＴＥＭによる半導体ナノ粒子集合体の組成比および平均粒径の評価は不能であった。また、内部量子効率を測定する際の励起光が散乱するために、内部量子効率は０％と低いことが明らかとなった。
【0106】
（比較例１７）
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を２００℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを１．２ｍに変更して、加熱時間が４．８ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、内部量子効率を評価した。その結果を表６に示す。作製した半導体ナノ粒子集合体は、過度の加熱による配位子の熱分解により、半導体ナノ粒子の凝集が発生したため、分散性が非常に悪く、ＴＥＭによる半導体ナノ粒子集合体の組成比および平均粒径の評価は不能であった。また、内部量子効率を測定する際の励起光が散乱するために、内部量子効率は０％と低いことが明らかとなった。
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を２００℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを１．２ｍに変更して、加熱時間が４．８ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、内部量子効率を評価した。その結果を表６に示す。作製した半導体ナノ粒子集合体は、過度の加熱による配位子の熱分解により、半導体ナノ粒子の凝集が発生したため、分散性が非常に悪く、ＴＥＭによる半導体ナノ粒子集合体の組成比および平均粒径の評価は不能であった。また、内部量子効率を測定する際の励起光が散乱するために、内部量子効率は０％と低いことが明らかとなった。
【0107】
（比較例１８）
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を２００℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを１．８ｍに変更して、加熱時間が７．２ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、内部量子効率を評価した。その結果を表６に示す。作製した半導体ナノ粒子集合体は、過度の加熱による配位子の熱分解により、半導体ナノ粒子の凝集が発生したため、分散性が非常に悪く、ＴＥＭによる半導体ナノ粒子集合体の組成比および平均粒径の評価は不能であった。また、内部量子効率を測定する際の励起光が散乱するために、内部量子効率は０％と低いことが明らかとなった。
第三配管１０での加熱条件による、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率の変化を調査するため、オイルバスの設定温度を２００℃に設定し、第三配管１０がオイルバスの熱媒に浸漬している箇所の長さを１．８ｍに変更して、加熱時間が７．２ｍｉｎとなるようにした以外は実施例１と同様に半導体ナノ粒子集合体を作製し、内部量子効率を評価した。その結果を表６に示す。作製した半導体ナノ粒子集合体は、過度の加熱による配位子の熱分解により、半導体ナノ粒子の凝集が発生したため、分散性が非常に悪く、ＴＥＭによる半導体ナノ粒子集合体の組成比および平均粒径の評価は不能であった。また、内部量子効率を測定する際の励起光が散乱するために、内部量子効率は０％と低いことが明らかとなった。
【0108】
比較例１５～１８の評価結果を表６に示す。
【0109】
【表6】
【0110】
表６に記載の比較例１５、比較例１６、比較例１７及び比較例１８の結果より、加熱温度が２００℃の条件において、半導体ナノ粒子集合体の組成比および平均粒径の評価は不能であり、内部量子効率が低いことが明らかとなった。
【0111】
また、表１～表６の加熱条件とその内部量子効率の判定をまとめたものを表７に示す。
【0112】
【表7】
【0113】
表７より、加熱温度と加熱時間が一定の条件を満たす場合に、得られる半導体ナノ粒子の平均粒径が適度な大きさとなり、内部量子効率も８％以上と高くなり、加熱温度に応じて最適な加熱時間が変化することが明らかとなった。これらの結果から、内部量子効率が８％以上と高くなる場合の加熱温度（Ｔ）と加熱時間（ｔ）が満たす関係を求めた。
その結果、式（１）：１２＜（Ｔ－１１０）×ｔ＜６０、１１０＜Ｔ＜２００を満たす場合、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率が向上することが明らかとなった。
ゆえに、請求項４に記載の製造方法において、より高い内部量子効率である半導体ナノ粒子集合体を製造することが可能となる。
その結果、式（１）：１２＜（Ｔ－１１０）×ｔ＜６０、１１０＜Ｔ＜２００を満たす場合、半導体ナノ粒子集合体の内部量子効率が向上することが明らかとなった。
ゆえに、請求項４に記載の製造方法において、より高い内部量子効率である半導体ナノ粒子集合体を製造することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【0114】
本発明によれば、本発明の半導体ナノ粒子集合体の製造方法及び半導体ナノ粒子集合体の製造装置は、組成が均一で粒径が制御された、高い発光効率を発現しうる半導体ナノ粒子集合体を提供し、バイオイメージングに応用することが可能となる。また、マイクロフロー合成によるエンブリオ状態の混合速度による制御や、精密な加熱制御によって、他組成の半導体ナノ粒子集合体の組成比や粒径も制御できる可能性がある。
【符号の説明】
【0115】
１ 第一容器
２ 第二容器
３ 混合部
３ａ 第一配管接続部
３ｂ 第一配管接続部
３ｃ 第三配管接続部
４ 加熱器
５ 冷却器
６ 第一送液ポンプ
７ 第二送液ポンプ
８ 第一配管
９ 第二配管
１０ 第三配管
１１ 背圧印加部
２ 第二容器
３ 混合部
３ａ 第一配管接続部
３ｂ 第一配管接続部
３ｃ 第三配管接続部
４ 加熱器
５ 冷却器
６ 第一送液ポンプ
７ 第二送液ポンプ
８ 第一配管
９ 第二配管
１０ 第三配管
１１ 背圧印加部
【図1】
【図2】