特開2023-35335量子ドットおよびその製造方法、緑色の蛍光体、可視化染料並びに顔料
(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】P2023035335
(43)【公開日】2023-03-13
(54)【発明の名称】量子ドットおよびその製造方法、緑色の蛍光体、可視化染料並びに顔料
(51)【国際特許分類】
C09K 11/70 20060101AFI20230306BHJP
C09K 11/08 20060101ALI20230306BHJP
B82Y 40/00 20110101ALI20230306BHJP
B82Y 20/00 20110101ALI20230306BHJP
C09C 3/06 20060101ALI20230306BHJP
【ＦＩ】
C09K11/70
C09K11/08 G
C09K11/08 A
B82Y40/00
B82Y20/00
C09C3/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】18
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021142116
(22)【出願日】2021-09-01
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成３１年度、国立研究開発法人科学技術振興機構、研究成果展開事業「ナノブロック高次秩序化による配向性ナノ構造体の開発と表面ドーピングによる高機能化」委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(71)【出願人】
【識別番号】301023238
【氏名又は名称】国立研究開発法人物質・材料研究機構
(72)【発明者】
【氏名】白幡 直人
(72)【発明者】
【氏名】根本 一宏
【テーマコード（参考）】
4H001
4J037
【Ｆターム（参考）】
4H001CA02
4H001CC07
4H001CF01
4H001XA15
4H001XA49
4J037AA06
4J037AA11
4J037AA30
4J037DD02
4J037DD05
4J037EE25
4J037EE28
4J037EE47
4J037FF07
(57)【要約】 （修正有）
【課題】波長５００ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の波長帯で高い量子収率と狭い半値幅を有する量子ドットおよび蛍光体を提供する。
【解決手段】コア部１１と前記コア部を覆うシェル部１２からなり、コア部の表面はシェル部の内面側の表面と接しており、コア部はインジウムリン（ＩｎＰ）の単結晶からなり、シェル部は硫化亜鉛（ＺｎＳ）の単結晶からなり、シェル部の厚さは０．２ｎｍ以上１．１ｎｍ以下とする。
【選択図】図１
【解決手段】コア部１１と前記コア部を覆うシェル部１２からなり、コア部の表面はシェル部の内面側の表面と接しており、コア部はインジウムリン（ＩｎＰ）の単結晶からなり、シェル部は硫化亜鉛（ＺｎＳ）の単結晶からなり、シェル部の厚さは０．２ｎｍ以上１．１ｎｍ以下とする。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
コア部と前記コア部を覆うシェル部からなり、
前記コア部の表面は前記シェル部の内面側の表面と接しており、
前記コア部はインジウムリン（ＩｎＰ）の単結晶からなり、
前記シェル部は硫化亜鉛（ＺｎＳ）の単結晶からなり、
前記シェル部の厚さが０．２ｎｍ以上１．１ｎｍ以下である、量子ドット。
前記コア部の表面は前記シェル部の内面側の表面と接しており、
前記コア部はインジウムリン（ＩｎＰ）の単結晶からなり、
前記シェル部は硫化亜鉛（ＺｎＳ）の単結晶からなり、
前記シェル部の厚さが０．２ｎｍ以上１．１ｎｍ以下である、量子ドット。
【請求項2】
前記コア部は球形であり、前記コア部の直径が０．５８ｎｍ以上２．９５ｎｍ以下である、請求項１記載の量子ドット。
【請求項3】
前記コア部の結晶の格子定数と前記シェル部の結晶の格子定数が同一である、請求項１または２記載の量子ドット。
【請求項4】
前記格子定数は０．５６ｎｍである、請求項３記載の量子ドット。
【請求項5】
前記シェル部の厚さは０．２７ｎｍ以上１．０８ｎｍ以下である、請求項１から４の何れか１項記載の量子ドット。
【請求項6】
前記シェル部の厚さが０．８１ｎｍである、請求項５記載の量子ドット。
【請求項7】
コア部と前記コア部を覆うシェル部からなり、
前記コア部の表面は前記シェル部の内面側の表面と接しており、
前記コア部はインジウムリン（ＩｎＰ）の単結晶からなり、
前記シェル部は、前記コア部に接する第１のシェルと、前記第１のシェルに接する第２のシェルからなり、
前記第１のシェルはガリウムリン（ＧａＰ）の単結晶からなり、
前記第２のシェルは硫化亜鉛（ＺｎＳ）の単結晶からなり、
前記第１のシェル部の厚さが０．２７ｎｍ以上１．９ｎｍ以下であり、
前記第２のシェル部の厚さが０．２７ｎｍ以上１．９ｎｍ以下である、量子ドット。
前記コア部の表面は前記シェル部の内面側の表面と接しており、
前記コア部はインジウムリン（ＩｎＰ）の単結晶からなり、
前記シェル部は、前記コア部に接する第１のシェルと、前記第１のシェルに接する第２のシェルからなり、
前記第１のシェルはガリウムリン（ＧａＰ）の単結晶からなり、
前記第２のシェルは硫化亜鉛（ＺｎＳ）の単結晶からなり、
前記第１のシェル部の厚さが０．２７ｎｍ以上１．９ｎｍ以下であり、
前記第２のシェル部の厚さが０．２７ｎｍ以上１．９ｎｍ以下である、量子ドット。
【請求項8】
前記コア部の直径が２．４ｎｍ以上２．９５ｎｍ以下である、請求項１から７の何れか１項記載の量子ドット。
【請求項9】
酢酸インジウム、塩化インジウム、臭化インジウム、ヨウ化インジウムのいずれか１種と、酢酸亜鉛、塩化亜鉛、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛からなる群より選ばれる１以上と、パルミチン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、オレイン酸からなる群より選ばれる１以上と、トリオクチルホスフィンと、１－オクタデセン（ＯＤＥ）、ドデカン、テトラデカン、ヘキサデカン、オクタデカン、ドデセン、テトラデセン、ヘキサデセンからなる群より選ばれる１以上とを不活性ガス下で混合して第１の混合液を作製することと、
前記第１の混合液を真空下で第１の熱処理を行うことと、
前記第１の熱処理の後不活性ガス環境下で、前記第１の混合液に、トリオクチルホスフィンに亜リン酸トリス（トリメチルシリル）を溶解させた第１の溶液を加えることと、
前記第１の溶液添加の後、前記第１の混合液を真空下で第２の熱処理を行うことと、
第２の熱処理の後、前記第１の混合液を不活性ガス下で第３の熱処理を行ってＩｎＰコアを作製することと、
前記ＩｎＰコアと、ＯＤＥと、ドデカンチオール（ＤＤＴ）または硫黄粉末と、オレイン酸亜鉛（Ｚｎ－ＯＡ）またはステアリン酸亜鉛（Ｚｎ－ＳＡ）とを混合し、真空下で保持して第２の混合液を作製することと、
前記第２の混合液を不活性ガス下で第４の熱処理を行うことと、
前記第４の熱処理後に、前記第２の混合液にＤＤＴとＺｎ－ＯＡを添加し、不活性ガス下で第５の熱処理を行うことを含む、量子ドットの製造方法。
前記第１の混合液を真空下で第１の熱処理を行うことと、
前記第１の熱処理の後不活性ガス環境下で、前記第１の混合液に、トリオクチルホスフィンに亜リン酸トリス（トリメチルシリル）を溶解させた第１の溶液を加えることと、
前記第１の溶液添加の後、前記第１の混合液を真空下で第２の熱処理を行うことと、
第２の熱処理の後、前記第１の混合液を不活性ガス下で第３の熱処理を行ってＩｎＰコアを作製することと、
前記ＩｎＰコアと、ＯＤＥと、ドデカンチオール（ＤＤＴ）または硫黄粉末と、オレイン酸亜鉛（Ｚｎ－ＯＡ）またはステアリン酸亜鉛（Ｚｎ－ＳＡ）とを混合し、真空下で保持して第２の混合液を作製することと、
前記第２の混合液を不活性ガス下で第４の熱処理を行うことと、
前記第４の熱処理後に、前記第２の混合液にＤＤＴとＺｎ－ＯＡを添加し、不活性ガス下で第５の熱処理を行うことを含む、量子ドットの製造方法。
【請求項10】
前記不活性ガスはアルゴンガスである、請求項９記載の量子ドットの製造方法。
【請求項11】
前記第１の熱処理の温度は、９０℃以上１４０℃以下である、請求項９または１０記載の量子ドットの製造方法。
【請求項12】
前記第２の熱処理の温度は、２０℃以上６０℃以下である、請求項９から１１の何れか１項記載の量子ドットの製造方法。
【請求項13】
前記第３の熱処理の温度は、２１０℃以上３２０℃以下である、請求項９から１２の何れか１項記載の量子ドットの製造方法。
【請求項14】
前記第４の熱処理の温度は、２１０℃以上３２０℃以下である、請求項９から１３の何れか１項記載の量子ドットの製造方法。
【請求項15】
前記第５の熱処理の温度は、２３０℃以上３２０℃以下である、請求項９から１４の何れか１項記載の量子ドットの製造方法。
【請求項16】
請求項１から８の何れか１項記載の量子ドットを含む、緑色の蛍光体。
【請求項17】
請求項１から８の何れか１項記載の量子ドットを含む、緑色の可視化染料。
【請求項18】
請求項１から８の何れか１項記載の量子ドットを含む、緑色の顔料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、量子ドットおよびその製造方法、緑色の蛍光体、可視化染料並びに顔料に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、蛍光体として量子ドットが注目されている。
直接遷移型バンド構造をもつ半導体結晶は、バルクのエキシトンボーア半径よりも小さな結晶に微小化されると、粒子サイズに依存して光吸収・ＰＬ（フォトルミネッセンス）スペクトルがシフトする。これは、微小結晶粒子中に電子・正孔や励起子が閉じこめられてエネルギー状態が離散的となった結果であるが、一般にこのような半導体結晶は、量子ドットと呼ばれる。
量子ドットは、発光や光吸収スペクトルを粒子のサイズで変調できることから、波長可変蛍光体、発光ダイオード、レーザー、および受光素子等に応用されている。最近では、可視光域の蛍光体粒子として、例えば特許文献１から３に開示がある、バンドギャップの狭いＩｎＰなどからなるコアをバンドギャップの広いＺｎＳｅなどからなるシェルで覆ったコア／シェル構造の量子ドットが開発されている。
直接遷移型バンド構造をもつ半導体結晶は、バルクのエキシトンボーア半径よりも小さな結晶に微小化されると、粒子サイズに依存して光吸収・ＰＬ（フォトルミネッセンス）スペクトルがシフトする。これは、微小結晶粒子中に電子・正孔や励起子が閉じこめられてエネルギー状態が離散的となった結果であるが、一般にこのような半導体結晶は、量子ドットと呼ばれる。
量子ドットは、発光や光吸収スペクトルを粒子のサイズで変調できることから、波長可変蛍光体、発光ダイオード、レーザー、および受光素子等に応用されている。最近では、可視光域の蛍光体粒子として、例えば特許文献１から３に開示がある、バンドギャップの狭いＩｎＰなどからなるコアをバンドギャップの広いＺｎＳｅなどからなるシェルで覆ったコア／シェル構造の量子ドットが開発されている。
【0003】
光の色の三原色は赤、青、緑であることから、緑色の蛍光体や量子ドットに需要がある。特に、深緑色（５２０ｎｍの発光波長に相当）光を放射する蛍光体に強い需要がある。この蛍光体があれば、自然界に存在する色を全て再現できると考えられているが、実現されていない。
さらに、蛍光体、量子ドットには、高い量子効率（ＰＬＱＹ：Ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｅｎｃｅ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｙｉｅｌｄ）と、狭い半値幅のＰＬ発光、および低い毒性の材料であることが求められている。
さらに、蛍光体、量子ドットには、高い量子効率（ＰＬＱＹ：Ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｅｎｃｅ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｙｉｅｌｄ）と、狭い半値幅のＰＬ発光、および低い毒性の材料であることが求められている。
【0004】
しかしながら、現状の量子ドットは、緑色を示す波長５００ｎｍ以上５４０ｎｍ以下域で高い量子効率と狭いＰＬ半値幅を両立するものではなく、また毒性が認められている材料で構成されたものが大半であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１１－７６８２７号公報
【特許文献2】特開２０１０－１３８３６７号公報
【特許文献3】特開２０１９－２１８５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、波長５００ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の波長帯で高い量子収率と狭い半値幅を有する量子ドット、蛍光体およびそれらの製造方法を提供することを目的とする。また、高感度で視認性の高い緑色可視化染料および太陽光下で発色する緑色顔料を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
課題を解決するための本発明の構成を下記に示す。
（構成１）
コア部と前記コア部を覆うシェル部からなり、
前記コア部の表面は前記シェル部の内面側の表面と接しており、
前記コア部はインジウムリン（ＩｎＰ）の単結晶からなり、
前記シェル部は硫化亜鉛（ＺｎＳ）の単結晶からなり、
前記シェル部の厚さが０．２ｎｍ以上１．１ｎｍ以下である、量子ドット。
（構成２）
前記コア部は球形であり、前記コア部の直径が０．５８ｎｍ以上２．９５ｎｍ以下である、構成１記載の量子ドット。
（構成３）
前記コア部の結晶の格子定数と前記シェル部の結晶の格子定数が同一である、構成１または２記載の量子ドット。
（構成４）
前記格子定数は０．５６ｎｍである、構成３記載の量子ドット。
（構成５）
前記シェル部の厚さは０．２７ｎｍ以上１．０８ｎｍ以下である、構成１から４の何れか１項記載の量子ドット。
（構成６）
前記シェル部の厚さが０．８１ｎｍである、構成５記載の量子ドット。
（構成７）
コア部と前記コア部を覆うシェル部からなり、
前記コア部の表面は前記シェル部の内面側の表面と接しており、
前記コア部はインジウムリン（ＩｎＰ）の単結晶からなり、
前記シェル部は、前記コア部に接する第１のシェルと、前記第１のシェルに接する第２のシェルからなり、
前記第１のシェルはガリウムリン（ＧａＰ）の単結晶からなり、
前記第２のシェルは硫化亜鉛（ＺｎＳ）の単結晶からなり、
前記第１のシェル部の厚さが０．２７ｎｍ以上１．９ｎｍ以下であり、
前記第２のシェル部の厚さが０．２７ｎｍ以上１．９ｎｍ以下である、量子ドット。
（構成８）
前記コア部の直径が２．４ｎｍ以上２．９５ｎｍ以下である、構成１から７の何れか１項記載の量子ドット。
（構成９）
酢酸インジウム、塩化インジウム、臭化インジウム、ヨウ化インジウムの内いずれか１以上と、酢酸亜鉛、塩化亜鉛、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛からなる群より選ばれる１以上と、パルミチン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、オレイン酸からなる群より選ばれる１以上と、トリオクチルホスフィンと、１－オクタデセン（ＯＤＥ）、ドデカン、テトラデカン、ヘキサデカン、オクタデカン、ドデセン、テトラデセン、ヘキサデセンからなる群より選ばれる１以上とを不活性ガス下で混合して第１の混合液を作製することと、
前記第１の混合液を真空下で第１の熱処理を行うことと、
前記第１の熱処理の後不活性ガス環境下で、前記第１の混合液に、トリオクチルホスフィンに亜リン酸トリス（トリメチルシリル）を溶解させた第１の溶液を加えることと、
前記第１の溶液添加の後、前記第１の混合液を真空下で第２の熱処理を行うことと、
第２の熱処理の後、前記第１の混合液を不活性ガス下で第３の熱処理を行ってＩｎＰコアを作製することと、
前記ＩｎＰコアと、ＯＤＥと、ドデカンチオール（ＤＤＴ）または硫黄粉末と、オレイン酸亜鉛（Ｚｎ－ＯＡ）またはステアリン酸亜鉛（Ｚｎ－ＳＡ）とを混合し、真空下で保持して第２の混合液を作製することと、
前記第２の混合液を不活性ガス下で第４の熱処理を行うことと、
前記第４の熱処理後に、前記第２の混合液にＤＤＴとＺｎ－ＯＡを添加し、不活性ガス下で第５の熱処理を行うことを含む、量子ドットの製造方法。
（構成１０）
前記不活性ガスはアルゴンガスである、構成９記載の量子ドットの製造方法。
（構成１１）
前記第１の熱処理の温度は、９０℃以上１４０℃以下である、構成９または１０記載の量子ドットの製造方法。
（構成１２）
前記第２の熱処理の温度は、２５℃以上６０℃以下である、構成９から１１の何れか１項記載の量子ドットの製造方法。
（構成１３）
前記第３の熱処理の温度は、２１０℃以上３２０℃以下である、構成９から１２の何れか１項記載の量子ドットの製造方法。
（構成１４）
前記第４の熱処理の温度は、２１０℃以上３２０℃以下である、構成９から１３の何れか１項記載の量子ドットの製造方法。
（構成１５）
前記第５の熱処理の温度は、２３０℃以上３２０℃以下である、構成９から１４の何れか１項記載の量子ドットの製造方法。
（構成１６）
構成１から８の何れか１項記載の量子ドットを含む、緑色の蛍光体。
（構成１７）
構成１から８の何れか１項記載の量子ドットを含む、緑色の可視化染料。
（構成１８）
構成１から８の何れか１項記載の量子ドットを含む、緑色の顔料
（構成１）
コア部と前記コア部を覆うシェル部からなり、
前記コア部の表面は前記シェル部の内面側の表面と接しており、
前記コア部はインジウムリン（ＩｎＰ）の単結晶からなり、
前記シェル部は硫化亜鉛（ＺｎＳ）の単結晶からなり、
前記シェル部の厚さが０．２ｎｍ以上１．１ｎｍ以下である、量子ドット。
（構成２）
前記コア部は球形であり、前記コア部の直径が０．５８ｎｍ以上２．９５ｎｍ以下である、構成１記載の量子ドット。
（構成３）
前記コア部の結晶の格子定数と前記シェル部の結晶の格子定数が同一である、構成１または２記載の量子ドット。
（構成４）
前記格子定数は０．５６ｎｍである、構成３記載の量子ドット。
（構成５）
前記シェル部の厚さは０．２７ｎｍ以上１．０８ｎｍ以下である、構成１から４の何れか１項記載の量子ドット。
（構成６）
前記シェル部の厚さが０．８１ｎｍである、構成５記載の量子ドット。
（構成７）
コア部と前記コア部を覆うシェル部からなり、
前記コア部の表面は前記シェル部の内面側の表面と接しており、
前記コア部はインジウムリン（ＩｎＰ）の単結晶からなり、
前記シェル部は、前記コア部に接する第１のシェルと、前記第１のシェルに接する第２のシェルからなり、
前記第１のシェルはガリウムリン（ＧａＰ）の単結晶からなり、
前記第２のシェルは硫化亜鉛（ＺｎＳ）の単結晶からなり、
前記第１のシェル部の厚さが０．２７ｎｍ以上１．９ｎｍ以下であり、
前記第２のシェル部の厚さが０．２７ｎｍ以上１．９ｎｍ以下である、量子ドット。
（構成８）
前記コア部の直径が２．４ｎｍ以上２．９５ｎｍ以下である、構成１から７の何れか１項記載の量子ドット。
（構成９）
酢酸インジウム、塩化インジウム、臭化インジウム、ヨウ化インジウムの内いずれか１以上と、酢酸亜鉛、塩化亜鉛、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛からなる群より選ばれる１以上と、パルミチン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、オレイン酸からなる群より選ばれる１以上と、トリオクチルホスフィンと、１－オクタデセン（ＯＤＥ）、ドデカン、テトラデカン、ヘキサデカン、オクタデカン、ドデセン、テトラデセン、ヘキサデセンからなる群より選ばれる１以上とを不活性ガス下で混合して第１の混合液を作製することと、
前記第１の混合液を真空下で第１の熱処理を行うことと、
前記第１の熱処理の後不活性ガス環境下で、前記第１の混合液に、トリオクチルホスフィンに亜リン酸トリス（トリメチルシリル）を溶解させた第１の溶液を加えることと、
前記第１の溶液添加の後、前記第１の混合液を真空下で第２の熱処理を行うことと、
第２の熱処理の後、前記第１の混合液を不活性ガス下で第３の熱処理を行ってＩｎＰコアを作製することと、
前記ＩｎＰコアと、ＯＤＥと、ドデカンチオール（ＤＤＴ）または硫黄粉末と、オレイン酸亜鉛（Ｚｎ－ＯＡ）またはステアリン酸亜鉛（Ｚｎ－ＳＡ）とを混合し、真空下で保持して第２の混合液を作製することと、
前記第２の混合液を不活性ガス下で第４の熱処理を行うことと、
前記第４の熱処理後に、前記第２の混合液にＤＤＴとＺｎ－ＯＡを添加し、不活性ガス下で第５の熱処理を行うことを含む、量子ドットの製造方法。
（構成１０）
前記不活性ガスはアルゴンガスである、構成９記載の量子ドットの製造方法。
（構成１１）
前記第１の熱処理の温度は、９０℃以上１４０℃以下である、構成９または１０記載の量子ドットの製造方法。
（構成１２）
前記第２の熱処理の温度は、２５℃以上６０℃以下である、構成９から１１の何れか１項記載の量子ドットの製造方法。
（構成１３）
前記第３の熱処理の温度は、２１０℃以上３２０℃以下である、構成９から１２の何れか１項記載の量子ドットの製造方法。
（構成１４）
前記第４の熱処理の温度は、２１０℃以上３２０℃以下である、構成９から１３の何れか１項記載の量子ドットの製造方法。
（構成１５）
前記第５の熱処理の温度は、２３０℃以上３２０℃以下である、構成９から１４の何れか１項記載の量子ドットの製造方法。
（構成１６）
構成１から８の何れか１項記載の量子ドットを含む、緑色の蛍光体。
（構成１７）
構成１から８の何れか１項記載の量子ドットを含む、緑色の可視化染料。
（構成１８）
構成１から８の何れか１項記載の量子ドットを含む、緑色の顔料
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、波長５００ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の波長帯で高い量子収率と狭い半値幅を有する量子ドットおよび蛍光体が提供される。また、高感度で視認性の高い緑色可視化染料および太陽光下で発色する緑色顔料が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の量子ドットの構造を示す断面図である。
【図2】ＩｎＰ、ＧａＰおよびＺｎＳのバンドギャップを並べて示した特性図である。
【図3】本発明の量子ドットを作製する工程を示すフローチャート図である。
【図4】ＩｎＰコアのＳＥＭ写真である。
【図5】作製した試料の粉末Ｘ線回折を示す特性図である。
【図6】作製した試料のＰＬスペクトルを示す特性図である。
【図7】作製した試料のＰＬ内部収率とＰＬピーク半値幅のＺｎＳシェル厚さ依存性を示す特性図である。
【図8】ＩｎＰコアの光吸収スペクトルにおける第１エキシトンピーク特性に及ぼす真空度の影響を示す特性図である。
【図9】脱ガス処理がＩｎＰコアの吸収スペクトルにおける第１エキシトンピーク特性に与える影響を示す特性図である。
【図10】ＴＥＭによるコア／シェル粒子の結晶格子像である。
【図11】作製した試料の粉末Ｘ線回折を示す特性図である。
【図12】作製した試料のＰＬスペクトルを示す特性図である。
【図13】色度図である。
【図14】ＩｎＰコアおよびコヒーレントＩｎＰ／ＧａＰ／ＺｎＳコア／シェル／シェル粒子の粉末Ｘ線回折を示す特性図である。
【図15】コヒーレントＩｎＰ／ＧａＰ／ＺｎＳからなるコア／シェル／シェル粒子の光吸収およびＰＬスペクトルを示す特性図である。
【図16】ＩｎＰコアの吸収スペクトルにおける第１エキシトンピーク特性に及ぼす出すガス時間の影響を示す特性図である。
【図17】ＴＥＭによるコア／シェル粒子の結晶格子像である。
【図18】ＺｎＳシェルを厚くするための処理工程図である。
【図19】ＩｎＰ／ＺｎＳコア／シェルの光吸収スペクトルと、そのスペクトルからＶａｌｌｅｙ－ｄｅｐｔｈを測定する方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。なお、文中に出てくるＡ－Ｂという表現は、Ａ以上Ｂ以下を示す。
【0011】
（実施の形態１）
実施の形態１では、ＩｎＰ／ＺｎＳからなるコア／シェル構造をもつ量子ドットについて述べる。
実施の形態１では、ＩｎＰ／ＺｎＳからなるコア／シェル構造をもつ量子ドットについて述べる。
【0012】
＜構造と効果＞
発明者は、図１に示すように、緑色を示す５１０－５４０ｎｍ波長域に蛍光（ＰＬ）ピークを示すサイズに粒子化したＩｎＰをコア１１にして、１．１ｎｍ以下の厚さのＺｎＳシェル１２で被覆したコア／シェル構造とした量子ドット１は、ＰＬピークが粒子サイズに依存して５００－５３０ｎｍの波長域で変調でき、ＰＬスペクトルのピーク近傍の対称性が高く、ＰＬピークの半値幅（ＰＬ－ＦＷＨＭ）が４０ｎｍ以下で、量子収率（ＰＬＱＹ）が６０％以上が得られることを、多大な研究を通して見出した。さらに光吸収スペクトルの第１エキシトンピークは急峻で、Ｖａｌｌｅｙ－ｄｅｐｔｈが０．５１以下かつ半値幅が５０ｎｍ以下でという優れた特性をもつことを見出した。
ここで、図１９に示すように、Ｖａｌｌｅｙ－ｄｅｐｔｈ（ＶＤ）は下記式（１）で定義される。
ＶＤ＝１－［吸光度（最小）／吸光度（最大）］ ・・・（１）
発明者は、図１に示すように、緑色を示す５１０－５４０ｎｍ波長域に蛍光（ＰＬ）ピークを示すサイズに粒子化したＩｎＰをコア１１にして、１．１ｎｍ以下の厚さのＺｎＳシェル１２で被覆したコア／シェル構造とした量子ドット１は、ＰＬピークが粒子サイズに依存して５００－５３０ｎｍの波長域で変調でき、ＰＬスペクトルのピーク近傍の対称性が高く、ＰＬピークの半値幅（ＰＬ－ＦＷＨＭ）が４０ｎｍ以下で、量子収率（ＰＬＱＹ）が６０％以上が得られることを、多大な研究を通して見出した。さらに光吸収スペクトルの第１エキシトンピークは急峻で、Ｖａｌｌｅｙ－ｄｅｐｔｈが０．５１以下かつ半値幅が５０ｎｍ以下でという優れた特性をもつことを見出した。
ここで、図１９に示すように、Ｖａｌｌｅｙ－ｄｅｐｔｈ（ＶＤ）は下記式（１）で定義される。
ＶＤ＝１－［吸光度（最小）／吸光度（最大）］ ・・・（１）
【0013】
上記のように、実施の形態１の量子ドット１は、ＩｎＰをコア１１、ＺｎＳをシェル１２としたコア／シェル構造の量子ドットである。
ＩｎＰコア１１を用いて、波長５００－５３０ｎｍの緑の領域の量子ドット１とするために、ＩｎＰコア１１の大きさを調整する。
直接遷移型バンド構造をもつ半導体結晶をバルクのエキシトンボーア半径よりも小さな結晶に微小化すると、その微小結晶粒子中に電子・正孔や励起子が閉じこめられ、それらのエネルギー状態は離散的となり、粒子サイズに依存して光吸収・PLスペクトルはシフトするようになる。この原理を適用して、発光や光吸収スペクトルをドットサイズで変調した。そのためのＩｎＰコア１１の具体的な直径は、０．２７ｎｍ以上１．０８ｎｍ以下である。
ＩｎＰコア１１を用いて、波長５００－５３０ｎｍの緑の領域の量子ドット１とするために、ＩｎＰコア１１の大きさを調整する。
直接遷移型バンド構造をもつ半導体結晶をバルクのエキシトンボーア半径よりも小さな結晶に微小化すると、その微小結晶粒子中に電子・正孔や励起子が閉じこめられ、それらのエネルギー状態は離散的となり、粒子サイズに依存して光吸収・PLスペクトルはシフトするようになる。この原理を適用して、発光や光吸収スペクトルをドットサイズで変調した。そのためのＩｎＰコア１１の具体的な直径は、０．２７ｎｍ以上１．０８ｎｍ以下である。
【0014】
ここで、ＩｎＰコアサイズから計算されるＰＬピークとＩｎＰ／ＺｎＳからなる量子ドット１のＰＬピークには約１０ｎｍのシフトが認められ、ＩｎＰコア１１のＰＬピークが波長５１０－５４０ｎｍになるようなＩｎＰコア１１の大きさに設定しておくと、ＩｎＰ／ＺｎＳ量子ドット１のＰＬピークは波長５００－５３０ｎｍになる。
【0015】
この１０ｎｍのシフトは、ＺｎＳを薄膜のシェル１２として被覆したことによるＩｎＰコア１１の表面における結晶格子収縮による。詳細は後述するが、３単分子以下のＺｎＳをシェル材料にしてコヒーレントコアシェル材料を作製すると、ＩｎＰコア１１の格子定数は、ＩｎＰおよびＺｎＳ本来の格子定数の中間値である０．５６ｎｍをとることを見出した。このことにより、ＩｎＰ格子が収縮するので、バンドギャップは大きくなり、ＰＬピークは相対的に１０ｎｍ短波長側へシフトする。したがって、実施の形態１では、ＩｎＰコア１１のサイズは、ＰＬピークが１０ｎｍシフトすることを前提に設定しておくことが肝要になる。
【0016】
ＩｎＰコア１１の単分散性は高めておくことが好ましい。単分散性を高めると、ＰＬスペクトルの対称性が高く、ＰＬピークの半値幅が狭く、そして光吸収スペクトルの第１励起準位のピークが急峻な良好な特性をもつ量子ドットを提供することが可能になる。
【0017】
ＩｎＰコア／ＺｎＳシェル構造では、ＶＢＭ（Ｖａｌｅｎｃｅ Ｂａｎｄ Ｍａｘｉｍｕｍ）－ＣＢＭ（Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ Ｂａｎｄ Ｍｉｎｉｍｕｍ）のエネルギーバンドは図２に示されるように、ＺｎＳのバンドがＩｎＰのバンド（バンドギャップ）を完全に挟みむ。エネルギーバンド的に完全に挟み込んでいるため、キャリアはシェルにはみ出すことなくコアに留まる。このため、狭い半値幅ＰＬ－ＦＷＨＭと高い量子収率ＰＬＱＹが得やすくなる。仮に、挟み込めない場合はキャリアがシェルにまで染み出し、キャリアの放射性再結合がコナ内だけでなく、コア／シェル界面、さらにはシェルでも起こって、半値幅ＰＬ－ＦＷＨＭは広くなり、量子収率ＰＬＱＹは小さくなる。
【0018】
一般に、ＩｎＰをコア１１にしてＺｎＳシェル１２で被覆すると、材料本来のＩｎＰとＺｎＳの格子定数の差は７．７％と大きいのでコア／シェル界面の格子整合性が低い。そのため、コア／シェル界面で生じる格子歪みエネルギーを下げるために、ダングリングボンドなどの格子欠陥や転位が界面に生成する。これらの欠陥は無輻射失活のチャンネルとして働き、キャリアの放射性再結合確率を減らす。結果として例えば量子収率ＰＬＱＹは２０％を下回る低い値をとる。
【0019】
コア／シェル界面における格子整合性を上げるために、コア／シェル／シェル構造が提案されている。典型的な半導体の組み合わせは、コアＩｎＰに対して内殻がＺｎＳｅ、外殻がＺｎＳである。格子整合性は、ＩｎＰとＺｎＳｅの格子定数差は３．３％、ＺｎＳｅとＺｎＳの格子定数差は４．４％なので、ＩｎＰ／ＺｎＳの場合に比べて、異種結合界面における格子ミスマッチが低減される。
このダブルシェル構造は、６００ｎｍよりも長い波長域で発光する蛍光体として使用されるときは問題ないが、ＰＬ波長が５３０ｎｍよりも短くなる波長域では、ＩｎＰのバンドギャップはＺｎＳｅのバンドギャップではエネルギー的に挟み込めなくなるほどに増大する。上述のように、挟み込めないとキャリアはシェルにまで染み出し、キャリアの放射性再結合がコア内だけでなく、コア／シェル界面、さらにはシェルでも起こる。その結果、半値幅ＰＬ－ＦＷＨＭは増大し、量子収率ＰＬＱＹは減少するという問題が起こる。
また、このダブルシェル構造では、セレン、セレン化合物が用いられており、ジョイント・インダストリー・ガイドライン（ＪＩＧ）における調査対象物質に選定される毒性の問題もある。
このダブルシェル構造は、６００ｎｍよりも長い波長域で発光する蛍光体として使用されるときは問題ないが、ＰＬ波長が５３０ｎｍよりも短くなる波長域では、ＩｎＰのバンドギャップはＺｎＳｅのバンドギャップではエネルギー的に挟み込めなくなるほどに増大する。上述のように、挟み込めないとキャリアはシェルにまで染み出し、キャリアの放射性再結合がコア内だけでなく、コア／シェル界面、さらにはシェルでも起こる。その結果、半値幅ＰＬ－ＦＷＨＭは増大し、量子収率ＰＬＱＹは減少するという問題が起こる。
また、このダブルシェル構造では、セレン、セレン化合物が用いられており、ジョイント・インダストリー・ガイドライン（ＪＩＧ）における調査対象物質に選定される毒性の問題もある。
【0020】
本発明者は、前述のように、３単分子以下のＺｎＳをシェル１２の材料にしてＩｎＰ／ＺｎＳコヒーレントコアシェル量子ドット１を作製すると、ＩｎＰコア１１の表面の格子定数は、材料本来の０．５８７ｎｍから変調されて０．５６ｎｍになり、ＺｎＳシェル１２の格子定数も材料本来の０．５４２ｎｍから変調されて０．５６ｎｍになることを見出した。
コアとシェルが同一の格子定数をもつために、異種半導体が接合しているにも関わらず、コア／シェル界面の格子整合性が良い。さらに、上述のように、コア１１のバンドギャップをＺｎＳシェル１２がエネルギー的に完全に挟み込めるので、キャリアをコア結晶内に強く閉じ込み（シェルに逃がさず）、放射性再結合確率を増大できる。その結果、６０％以上という高い量子収率ＰＬＱＹを得ることが可能になる。
コアとシェルが同一の格子定数をもつために、異種半導体が接合しているにも関わらず、コア／シェル界面の格子整合性が良い。さらに、上述のように、コア１１のバンドギャップをＺｎＳシェル１２がエネルギー的に完全に挟み込めるので、キャリアをコア結晶内に強く閉じ込み（シェルに逃がさず）、放射性再結合確率を増大できる。その結果、６０％以上という高い量子収率ＰＬＱＹを得ることが可能になる。
【0021】
ここで、ＺｎＳシェル１２の厚さは、１単分子以上３単分子以下が好ましく、３単分子がさらに好ましい。ｎｍで表すと、ＺｎＳシェル１２の厚さは、０．２７ｎｍ以上１．０８ｎｍ以下が好ましく、１．０８ｎｍがさらに好ましい。このようにすると高い量子収率ＰＬＱＹと狭い半値幅ＰＬ－ＦＷＨＭを得ることができる。
【0022】
以上述べてきたように、実施の形態１の量子ドット１は、コア粒子の単分散性が高く、ＰＬスペクトルの対称性が高く、ＰＬピークの半値幅が狭く、光吸収スペクトルの第１励起準位のピークが急峻で、量子収率ＰＬＱＹが高い量子ドットである。
【0023】
実施の形態１の量子ドット１およびそれを含む材料は、高い量子収率をもち、ＰＬ半値幅も狭く、有毒性が指摘されている材料も含まない緑色の蛍光体として利用することができる。具体的には、液晶や有機ＥＬなどのディスプレーに用いると、低電力でありながら高輝度の緑色蛍光体として使用できる。
また、実施の形態１の量子ドット１およびそれを含む材料は、高い量子収率をもち、ＰＬ半値幅も狭く、有毒性が指摘されている材料も含まない緑色の可視化染料として使用することもできる。具体的には、手術で用いる緑色の可視化染料などを挙げることができる。光を当てると高輝度で明瞭性の高いマーカーとなり、例えばがんの手術がやりやすくなる。
また、実施の形態１の量子ドット１およびそれを含む材料は、緑色の顔料、緑色の化粧品として使用することもできる。光が当たらない暗闇では目立った色を発色せず、太陽光などの光の下で色度図の緑の頂点付近の色を効率よく発色する、これまでにあまり例のない特徴をもった顔料、化粧品を提供することが可能になる。
また、実施の形態１の量子ドット１およびそれを含む材料は、高い量子収率をもち、ＰＬ半値幅も狭く、有毒性が指摘されている材料も含まない緑色の可視化染料として使用することもできる。具体的には、手術で用いる緑色の可視化染料などを挙げることができる。光を当てると高輝度で明瞭性の高いマーカーとなり、例えばがんの手術がやりやすくなる。
また、実施の形態１の量子ドット１およびそれを含む材料は、緑色の顔料、緑色の化粧品として使用することもできる。光が当たらない暗闇では目立った色を発色せず、太陽光などの光の下で色度図の緑の頂点付近の色を効率よく発色する、これまでにあまり例のない特徴をもった顔料、化粧品を提供することが可能になる。
【0024】
＜製造方法＞
量子ドット１の製造方法を、製造フローチャート図である図３を参照しながら説明する。
最初に、酢酸インジウム、塩化インジウム、臭化インジウム、ヨウ化インジウムと酢酸亜鉛、塩化亜鉛、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛からなる群より選ばれる１以上と、パルミチン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、オレイン酸からなる群より選ばれる１以上と、トリオクチルホスフィンと、１－オクタデセン（ＯＤＥ）、ドデカン、テトラデカン、ヘキサデカン、オクタデカン、ドデセン、テトラデセン、ヘキサデセンからなる群より選ばれる１以上とを不活性ガス下で混合して第１の混合液を作製する（工程Ｓ１１）。ここで、不活性ガスとしては、アルゴンガス、クリプトンガス、ネオンガスなどの希ガスおよび窒素ガスを挙げることができ、混合を行うときの温度は、特に制限はないが、室温（例えば２０℃以上２５℃以下）が取り扱いが容易で好ましい。なお、酸としては、パルミチン酸が、収率が高く、特に好んで用いることができる。
量子ドット１の製造方法を、製造フローチャート図である図３を参照しながら説明する。
最初に、酢酸インジウム、塩化インジウム、臭化インジウム、ヨウ化インジウムと酢酸亜鉛、塩化亜鉛、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛からなる群より選ばれる１以上と、パルミチン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、オレイン酸からなる群より選ばれる１以上と、トリオクチルホスフィンと、１－オクタデセン（ＯＤＥ）、ドデカン、テトラデカン、ヘキサデカン、オクタデカン、ドデセン、テトラデセン、ヘキサデセンからなる群より選ばれる１以上とを不活性ガス下で混合して第１の混合液を作製する（工程Ｓ１１）。ここで、不活性ガスとしては、アルゴンガス、クリプトンガス、ネオンガスなどの希ガスおよび窒素ガスを挙げることができ、混合を行うときの温度は、特に制限はないが、室温（例えば２０℃以上２５℃以下）が取り扱いが容易で好ましい。なお、酸としては、パルミチン酸が、収率が高く、特に好んで用いることができる。
【0025】
次に、第１の混合液を真空下で第１の熱処理を行う（工程Ｓ１２）。
ここで、真空度としては６０Ｐａ以下が好ましい。６０Ｐａ以下とすることで光吸収スペクトルの狭い第１エキシトンピークを得ることができる。真空度の下限は特に制限はないが、取り扱いの容易さやコストを鑑みると１５Ｐａ以上とするのが好ましい。また、１５Ｐａ以下ではＯＤＥの蒸発が始まるので、熱処理温度を下げる必要がある。
また、第１の熱処理の温度は９０℃以上１４０℃以下、第１の熱処理の時間は２時間以上１２時間以下が、不純物を取り除くのに十分な温度と時間のため、好ましい。
ここで、真空度としては６０Ｐａ以下が好ましい。６０Ｐａ以下とすることで光吸収スペクトルの狭い第１エキシトンピークを得ることができる。真空度の下限は特に制限はないが、取り扱いの容易さやコストを鑑みると１５Ｐａ以上とするのが好ましい。また、１５Ｐａ以下ではＯＤＥの蒸発が始まるので、熱処理温度を下げる必要がある。
また、第１の熱処理の温度は９０℃以上１４０℃以下、第１の熱処理の時間は２時間以上１２時間以下が、不純物を取り除くのに十分な温度と時間のため、好ましい。
【0026】
その後、不活性ガス環境下で、第１の混合液に、トリオクチルホスフィンに亜リン酸トリス（トリメチルシリル）を溶解させた第１の溶液を加える（工程Ｓ１３）。
【0027】
しかる後、第１の混合液を真空下で第２の熱処理を行う（工程Ｓ１４）。
ここで、真空度としては６０Ｐａ以下が好ましい。６０Ｐａ以下とすることで光吸収スペクトルの半値幅が狭くＶａｌｌｅｙ－ｄｅｐｔｈの大きな第１エキシトンピークを得ることができる。真空度の下限は特に制限はないが、取り扱いの容易さやコストを鑑みると１５Ｐａ以上とするのが好ましい。
また、第２の熱処理の温度は２０℃以上６０℃以下、第２の熱処理の時間は５分以上２０分以下が、不純物を取り除くのに十分な温度と時間のため、好ましい。
ここで、真空度としては６０Ｐａ以下が好ましい。６０Ｐａ以下とすることで光吸収スペクトルの半値幅が狭くＶａｌｌｅｙ－ｄｅｐｔｈの大きな第１エキシトンピークを得ることができる。真空度の下限は特に制限はないが、取り扱いの容易さやコストを鑑みると１５Ｐａ以上とするのが好ましい。
また、第２の熱処理の温度は２０℃以上６０℃以下、第２の熱処理の時間は５分以上２０分以下が、不純物を取り除くのに十分な温度と時間のため、好ましい。
【0028】
その後、第１の混合液を不活性ガス下で第３の熱処理を行ってＩｎＰコアを作製する（工程Ｓ１５）。
ここで、不活性ガスとしては、アルゴンガスなどの希ガスや窒素ガス、及びそれらの混合ガスを挙げることができ、不活性ガスの圧力としては、特に制約はないが、取り扱いの容易さから大気圧が好ましい。
また、第３の熱処理の温度は２１０℃以上３２０℃以下、第３の熱処理の時間は２分以上３０分以下が、オストワルド成長を抑制し均一な粒度を得るために、好ましい。
ここで、不活性ガスとしては、アルゴンガスなどの希ガスや窒素ガス、及びそれらの混合ガスを挙げることができ、不活性ガスの圧力としては、特に制約はないが、取り扱いの容易さから大気圧が好ましい。
また、第３の熱処理の温度は２１０℃以上３２０℃以下、第３の熱処理の時間は２分以上３０分以下が、オストワルド成長を抑制し均一な粒度を得るために、好ましい。
【0029】
次に、作製したＩｎＰコアと、ＯＤＥと、ドデカンチオール（ＤＤＴ）または硫黄粉末と、オレイン酸亜鉛（Ｚｎ－ＯＡ）またはステアリン酸亜鉛（Ｚｎ－ＳＡ）とを混合し、真空下で保持して第２の混合液を作製する（工程Ｓ１６）。
ここで、真空度としては６０Ｐａ以下が好ましい。６０Ｐａ以下とすることで光吸収スペクトルの半値幅の狭い第１エキシトンピークを得ることができる。真空度の下限は特に制限はないが、取り扱いの容易さやコストを鑑みると１５Ｐａ以上とするのが好ましい。
また、熱処理の温度は９０℃以上１４０℃以下、熱処理の時間は２０分以上３０分以下が、狭いＰＬ半値幅を有する緑色の蛍光体の適切な合成温度と時間のため、好ましい。
ここで、真空度としては６０Ｐａ以下が好ましい。６０Ｐａ以下とすることで光吸収スペクトルの半値幅の狭い第１エキシトンピークを得ることができる。真空度の下限は特に制限はないが、取り扱いの容易さやコストを鑑みると１５Ｐａ以上とするのが好ましい。
また、熱処理の温度は９０℃以上１４０℃以下、熱処理の時間は２０分以上３０分以下が、狭いＰＬ半値幅を有する緑色の蛍光体の適切な合成温度と時間のため、好ましい。
【0030】
その後、第２の混合液を不活性ガス下で第４の熱処理を行う（工程Ｓ１７）。
ここで、不活性ガスとしては、アルゴンガスなどの希ガスおよび窒素ガス、またはこれらの混合ガスを挙げることができ、不活性ガスの圧力としては、特に制約はないが、取り扱いの容易さから大気圧が好ましい。
また、第４の熱処理の温度は２１０℃以上３２０℃以下、第４の熱処理の時間は２０分以上３０分以下が、作製したＩｎＰコア上にＺｎＳシェルを均一に成長させるための適切な温度と時間のため、好ましい。
ここで、不活性ガスとしては、アルゴンガスなどの希ガスおよび窒素ガス、またはこれらの混合ガスを挙げることができ、不活性ガスの圧力としては、特に制約はないが、取り扱いの容易さから大気圧が好ましい。
また、第４の熱処理の温度は２１０℃以上３２０℃以下、第４の熱処理の時間は２０分以上３０分以下が、作製したＩｎＰコア上にＺｎＳシェルを均一に成長させるための適切な温度と時間のため、好ましい。
【0031】
しかる後、第２の混合液にＤＤＴとＺｎ－ＯＡを添加し（工程Ｓ１８）、不活性ガス下で第５の熱処理を行うことによって（工程Ｓ１９）、量子ドットが製造される。
ここで、不活性ガスとしては、アルゴンガスなどの希ガスおよび窒素ガス、またこれらの混合ガスを挙げることができ、不活性ガスの圧力としては、特に制約はないが、取り扱いの容易さから大気圧が好ましい。
また、第５の熱処理の温度は、所望するＺｎＳシェル膜厚に依存し、２３０℃以上３２０℃以下の範囲で制御する。第５の熱処理の時間はいずれの反応温度においても２０分以上３０分以下が、ＩｎＰコア／ＺｎＳシェル上にＺｎＳシェルを単分子層ずつ成長させるために適切な温度と時間のため、好ましい。図１８に示す熱処理工程図は、ＤＤＴとＺｎ－ＯＡ添加液量、熱処理温度およびシェル層の関係である。
ここで、不活性ガスとしては、アルゴンガスなどの希ガスおよび窒素ガス、またこれらの混合ガスを挙げることができ、不活性ガスの圧力としては、特に制約はないが、取り扱いの容易さから大気圧が好ましい。
また、第５の熱処理の温度は、所望するＺｎＳシェル膜厚に依存し、２３０℃以上３２０℃以下の範囲で制御する。第５の熱処理の時間はいずれの反応温度においても２０分以上３０分以下が、ＩｎＰコア／ＺｎＳシェル上にＺｎＳシェルを単分子層ずつ成長させるために適切な温度と時間のため、好ましい。図１８に示す熱処理工程図は、ＤＤＴとＺｎ－ＯＡ添加液量、熱処理温度およびシェル層の関係である。
【0032】
以上の工程により、コア粒子の単分散性が高く、ＰＬスペクトルの対称性が高く、ＰＬピークの半値幅が狭く、光吸収スペクトルの第１励起準位のピークが急峻で、量子収率ＰＬＱＹが高い量子ドット１を提供することが可能になる。
【0033】
（実施の形態２）
実施の形態２では、ＩｎＰ／ＧａＰ／ＺｎＳからなるコア／シェル／シェル構造をもつ量子ドットについて述べる。
実施の形態２では、ＩｎＰ／ＧａＰ／ＺｎＳからなるコア／シェル／シェル構造をもつ量子ドットについて述べる。
【0034】
ＩｎＰコアは実施の形態１に準拠する。
ＧａＰシェルは、厚さ０．２７ｎｍ以上１．９ｎｍ以下、分子数で表すと１単分子以上７単分子以下、ＺｎＳシェルは、厚さ０．２７ｎｍ以上１．９ｎｍ以下、分子数で表すと１単分子以上７単分子以下が好ましく、ＧａＰシェルの厚さは１単分子、ＺｎＳシェルはの厚さは３単分子がより好ましい。
このようにすると、ＩｎＰ／ＧａＰ／ＺｎＳの格子整合性が高くなる。すなわち、ＩｎＰ、ＧａＰ、ＺｎＳの材料自体の格子定数は、それぞれ０．５８７ｎｍ、０．５４５ｎｍおよび０．５４２ｎｍであるが、ＩｎＰコアは実施の形態１に準拠し、シェルが上記の厚さの場合は、ＩｎＰコア表面、ＧａＰシェル、ＺｎＳシェルの格子定数は、全て０．５６ｎｍに変調される。
さらに、図２に示されているように、ＧａＰシェルのバンドギャップは、ＩｎＰコアのそれをほぼ挟み込み、ＺｎＳシェルのバンドギャップはＧａＰシェルのそれを完全に挟み込んでいるので、電荷キャリアをコア結晶内に強く閉じ込み（シェルに逃がさず）、放射性再結合確率を増大できる。
ＧａＰシェルは、厚さ０．２７ｎｍ以上１．９ｎｍ以下、分子数で表すと１単分子以上７単分子以下、ＺｎＳシェルは、厚さ０．２７ｎｍ以上１．９ｎｍ以下、分子数で表すと１単分子以上７単分子以下が好ましく、ＧａＰシェルの厚さは１単分子、ＺｎＳシェルはの厚さは３単分子がより好ましい。
このようにすると、ＩｎＰ／ＧａＰ／ＺｎＳの格子整合性が高くなる。すなわち、ＩｎＰ、ＧａＰ、ＺｎＳの材料自体の格子定数は、それぞれ０．５８７ｎｍ、０．５４５ｎｍおよび０．５４２ｎｍであるが、ＩｎＰコアは実施の形態１に準拠し、シェルが上記の厚さの場合は、ＩｎＰコア表面、ＧａＰシェル、ＺｎＳシェルの格子定数は、全て０．５６ｎｍに変調される。
さらに、図２に示されているように、ＧａＰシェルのバンドギャップは、ＩｎＰコアのそれをほぼ挟み込み、ＺｎＳシェルのバンドギャップはＧａＰシェルのそれを完全に挟み込んでいるので、電荷キャリアをコア結晶内に強く閉じ込み（シェルに逃がさず）、放射性再結合確率を増大できる。
【0035】
このため、実施の形態２の量子ドットは、実施の形態１と同様に、コア粒子の単分散性が高く、ＰＬスペクトルの対称性が高く、ＰＬピークの半値幅が狭く、光吸収スペクトルの第１励起準位のピークが急峻で、量子収率ＰＬＱＹが高い量子ドットである。
【0036】
実施の形態２の量子ドットおよびそれを含む材料は、高い量子収率をもち、ＰＬ半値幅も狭く、有毒性が指摘されている材料も含まない緑色の蛍光体として利用することができる。具体的には、量子ドットディスプレーに用いると、低電力でありながら演色性が高く、高輝度の緑色蛍光体として使用できる。
また、実施の形態２の量子ドットおよびそれを含む材料は、高い量子収率をもち、ＰＬ半値幅も狭く、有毒性が指摘されている材料も含まない緑色の可視化染料として使用することもできる。具体的には、手術で用いる緑色の可視化染料などを挙げることができる。光を当てると高輝度で明瞭性の高いマーカーとなり、例えばがんの手術がやりやすくなる。
また、実施の形態２の量子ドットおよびそれを含む材料は、緑色の顔料、緑色の化粧品として使用することもできる。光が当たらない暗闇では目立った色を発色せず、太陽光などの光の下で色度図の緑の頂点付近の色を効率よく発色する、これまでにあまり例のない特徴をもった顔料、化粧品を提供することが可能になる。
また、実施の形態２の量子ドットおよびそれを含む材料は、高い量子収率をもち、ＰＬ半値幅も狭く、有毒性が指摘されている材料も含まない緑色の可視化染料として使用することもできる。具体的には、手術で用いる緑色の可視化染料などを挙げることができる。光を当てると高輝度で明瞭性の高いマーカーとなり、例えばがんの手術がやりやすくなる。
また、実施の形態２の量子ドットおよびそれを含む材料は、緑色の顔料、緑色の化粧品として使用することもできる。光が当たらない暗闇では目立った色を発色せず、太陽光などの光の下で色度図の緑の頂点付近の色を効率よく発色する、これまでにあまり例のない特徴をもった顔料、化粧品を提供することが可能になる。
【0037】
ＩｎＰ／ＧａＰ／ＺｎＳからなるコア／シェル／シェル構造の量子ドットは、下記の工程により製造することができる。
ＩｎＰコアは実施の形態１に準拠して作製する。
ＧａＰ/ＺｎＳシェルは下記により形成する。ＩｎＰコア、ＯＤＥ、ＧａＣｌ３を混合して、室温、真空度６０Ｐａ以下に保持した試料を不活性ガスの大気圧下において２００℃に到達した段階で、まずはＧａＰシェルを形成し、同温度でＤＤＴとＺｎ－ＯＡを添加し、２３０℃に昇温し、ＤＤＴとＺｎ－ＯＡを添加し、その後２４０℃の熱処理を施すことによりＺｎＳシェルを形成する。
ＩｎＰコアは実施の形態１に準拠して作製する。
ＧａＰ/ＺｎＳシェルは下記により形成する。ＩｎＰコア、ＯＤＥ、ＧａＣｌ３を混合して、室温、真空度６０Ｐａ以下に保持した試料を不活性ガスの大気圧下において２００℃に到達した段階で、まずはＧａＰシェルを形成し、同温度でＤＤＴとＺｎ－ＯＡを添加し、２３０℃に昇温し、ＤＤＴとＺｎ－ＯＡを添加し、その後２４０℃の熱処理を施すことによりＺｎＳシェルを形成する。
【0038】
以上の工程により、コア粒子の単分散性が高く、ＰＬスペクトルの対称性が高く、ＰＬピークの半値幅が狭く、光吸収スペクトルの第１励起準位のピークが急峻で、量子収率ＰＬＱＹが高い量子ドットを提供することが可能になる。
【実施例0039】
（実施例１）
実施例１では、ＩｎＰコアからなるサンプルＡを作製してその特性を評価した。その作製工程を下記に示す。
最初に、酢酸インジウム（０．１５ｍｍｏｌ）、酢酸亜鉛（０．０７５ｍｍｏｌ）、パルミチン酸 （０．６ｍｍｏｌ）および1－オクタデセン（ＯＤＥ、６．３ｍＬ）を混合してアルゴンガスでパージした。なお、アルゴンガスに代えて廉価な窒素ガスを用いてもよかった。
その後、真空度６０Ｐａ以下で１４０℃まで昇温し、同温度で１２時間保持した後に、室温まで冷却し、アルゴン大気圧環境に保持した。
続いて０．１２ｍｍｏｌの亜リン酸トリス（トリメチルシリル）を溶かしたトリオクチルホスフィン（１ｍＬ）を加え、真空度６０Ｐａ以下で４０℃に昇温し、同温度で１０分保持した。室温に戻してからアルゴン大気圧にして、３００℃へ昇温、１０分保持することでＩｎＰコアを得た。
実施例１では、ＩｎＰコアからなるサンプルＡを作製してその特性を評価した。その作製工程を下記に示す。
最初に、酢酸インジウム（０．１５ｍｍｏｌ）、酢酸亜鉛（０．０７５ｍｍｏｌ）、パルミチン酸 （０．６ｍｍｏｌ）および1－オクタデセン（ＯＤＥ、６．３ｍＬ）を混合してアルゴンガスでパージした。なお、アルゴンガスに代えて廉価な窒素ガスを用いてもよかった。
その後、真空度６０Ｐａ以下で１４０℃まで昇温し、同温度で１２時間保持した後に、室温まで冷却し、アルゴン大気圧環境に保持した。
続いて０．１２ｍｍｏｌの亜リン酸トリス（トリメチルシリル）を溶かしたトリオクチルホスフィン（１ｍＬ）を加え、真空度６０Ｐａ以下で４０℃に昇温し、同温度で１０分保持した。室温に戻してからアルゴン大気圧にして、３００℃へ昇温、１０分保持することでＩｎＰコアを得た。
【0040】
ＩｎＰコアの直径は、走査型透過電子顕微鏡（ＳＥＭ）で実測したところ、２．４２ｎｍであった（図４）。また単分散性は、±０．３ｎｍであった。
図５のサンプルＡに示された粉末Ｘ線回折法（ＸＲＤ）から、格子定数は０．５８ｎｍと算出された。この値はＩｎＰ結晶の理論値（０．５８ｎｍ）と一致している。
図６のサンプルＡに示されているように、ＰＬスペクトルは５１０ｎｍと６６０ｎｍに２つのピークをもつ低対称なスペクトル形状を有する。５１０ｎｍに位置するＰＬピークの半値幅（ＦＷＨＭ）は５４ｎｍであった（図７白丸）。また、ＰＬ内部量子収率（ＰＬＱＹ）は１％であった（図７黒丸）。また、図８に示されているように、光吸収スペクトルの４６０ｎｍに表されている第１エキシトンピークは、急峻で、半値幅ＦＷＨＭは４８ｎｍであった（図９）。ＩｎＰコア単体では量子収率ＰＬＱＹは十分に小さいものである。
図５のサンプルＡに示された粉末Ｘ線回折法（ＸＲＤ）から、格子定数は０．５８ｎｍと算出された。この値はＩｎＰ結晶の理論値（０．５８ｎｍ）と一致している。
図６のサンプルＡに示されているように、ＰＬスペクトルは５１０ｎｍと６６０ｎｍに２つのピークをもつ低対称なスペクトル形状を有する。５１０ｎｍに位置するＰＬピークの半値幅（ＦＷＨＭ）は５４ｎｍであった（図７白丸）。また、ＰＬ内部量子収率（ＰＬＱＹ）は１％であった（図７黒丸）。また、図８に示されているように、光吸収スペクトルの４６０ｎｍに表されている第１エキシトンピークは、急峻で、半値幅ＦＷＨＭは４８ｎｍであった（図９）。ＩｎＰコア単体では量子収率ＰＬＱＹは十分に小さいものである。
【0041】
（実施例２）
実施例２では、コヒーレントコア／シェル構造の量子ドットであるサンプルＢを作製してその特性を評価した。
最初に、上記工程により作製したＩｎＰコアであるサンプルＡを準備した。
ＺｎＳシェルは下記工程により作製した。
まず、ＩｎＰコア（サンプルＡ）（２ｍＬ）、ＯＤＥ（２ｍＬ）、ドデカンチオール（ＤＤＴ、０．５２ｍｍｏｌ、１２４μＬ）、オレイン酸亜鉛（Ｚｎ－ＯＡ、０．４ｍｏｌ／Ｌ、１ｍＬ）を混合して、室温、真空度６０Ｐａ以下で３０分保持した。
続いてアルゴン大気圧にして、２３０℃へ昇温、２３０℃で２０分保持することでＩｎＰ／ＺｎＳコア／シェル粒子を得た。これをここでは、サンプルＢとする。
実施例２では、コヒーレントコア／シェル構造の量子ドットであるサンプルＢを作製してその特性を評価した。
最初に、上記工程により作製したＩｎＰコアであるサンプルＡを準備した。
ＺｎＳシェルは下記工程により作製した。
まず、ＩｎＰコア（サンプルＡ）（２ｍＬ）、ＯＤＥ（２ｍＬ）、ドデカンチオール（ＤＤＴ、０．５２ｍｍｏｌ、１２４μＬ）、オレイン酸亜鉛（Ｚｎ－ＯＡ、０．４ｍｏｌ／Ｌ、１ｍＬ）を混合して、室温、真空度６０Ｐａ以下で３０分保持した。
続いてアルゴン大気圧にして、２３０℃へ昇温、２３０℃で２０分保持することでＩｎＰ／ＺｎＳコア／シェル粒子を得た。これをここでは、サンプルＢとする。
【0042】
図５に示されているＸＲＤパターンから、サンプルＢの回折ピークは、低角度側へシフトしている。回折ピーク位置から算出された格子定数は、０．５６ｎｍであった。
ＨＲＴＥＭ（Ｈｉｇｈ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）計測値から見積もった（１１１）結晶の面間隔は，０．３２ｎｍであった（図１０）。この面間隔から格子定数は０．５６ｎｍと見積もられ、これはＸＲＤより算出された値と一致した。
ＨＲＴＥＭ観察から、ＺｎＳシェルの膜厚は０．５４ｎｍと見積もられた。この厚さは２単分子膜厚のシェルに相当するものである。
ＰＬスペクトルは、図６に示すとおり、５００ｎｍにのみピークをもち、他にピークをもたず、対称性も高かった。図７（同図の左から２番目の点）に示すとおり、量子収率ＰＬＱＹは３７％、ＰＬピークの半値幅であるＰＬ－ＦＷＨＭは３５ｎｍであった。また、光吸収スペクトルの第１キシトンピークのＦＷＨＭは、４３ｎｍであった。
ＨＲＴＥＭ（Ｈｉｇｈ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）計測値から見積もった（１１１）結晶の面間隔は，０．３２ｎｍであった（図１０）。この面間隔から格子定数は０．５６ｎｍと見積もられ、これはＸＲＤより算出された値と一致した。
ＨＲＴＥＭ観察から、ＺｎＳシェルの膜厚は０．５４ｎｍと見積もられた。この厚さは２単分子膜厚のシェルに相当するものである。
ＰＬスペクトルは、図６に示すとおり、５００ｎｍにのみピークをもち、他にピークをもたず、対称性も高かった。図７（同図の左から２番目の点）に示すとおり、量子収率ＰＬＱＹは３７％、ＰＬピークの半値幅であるＰＬ－ＦＷＨＭは３５ｎｍであった。また、光吸収スペクトルの第１キシトンピークのＦＷＨＭは、４３ｎｍであった。
【0043】
（実施例３）
実施例３では、極大のＰＬ値を与えるコヒーレントコア／シェル構造の量子ドットであるサンプルＣを作製してその特性を評価した。
最初に、ＩｎＰコアとしてサンプルＡを準備した。
ＺｎＳシェルは、下記工程により作製した。
ＩｎＰコア（２ｍＬ）、ＯＤＥ（２ｍＬ）、ＤＤＴ（１２４μＬ）およびＺｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を混合して、室温、真空度６０Ｐａ以下で３０分保持した。続いてアルゴン大気圧にして、２３０℃へ昇温、同温度で２０分保持し、続いてＤＤＴ（１２４μＬ）とＺｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加して２４０℃に昇温し、２０分間保持することで３単分子シェルからなる量子ドット（サンプルＣ）を作製した。
実施例３では、極大のＰＬ値を与えるコヒーレントコア／シェル構造の量子ドットであるサンプルＣを作製してその特性を評価した。
最初に、ＩｎＰコアとしてサンプルＡを準備した。
ＺｎＳシェルは、下記工程により作製した。
ＩｎＰコア（２ｍＬ）、ＯＤＥ（２ｍＬ）、ＤＤＴ（１２４μＬ）およびＺｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を混合して、室温、真空度６０Ｐａ以下で３０分保持した。続いてアルゴン大気圧にして、２３０℃へ昇温、同温度で２０分保持し、続いてＤＤＴ（１２４μＬ）とＺｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加して２４０℃に昇温し、２０分間保持することで３単分子シェルからなる量子ドット（サンプルＣ）を作製した。
【0044】
ＸＲＤから算出した格子定数は、０．５６ｎｍであった。
ＨＲＴＥＭ観察から、ＺｎＳシェルの膜厚は０．８１ｎｍと見積もられた。
ＨＲＴＥＭから計測した（１１１）面の面間隔は０．３２ｎｍであり、この面間隔から格子定数は０．５６ｎｍと見積もられ、ＸＲＤから計算された値と一致した。
図７（同図の左から３番目の点）に示されるように、ＰＬ内部量子収率（ＰＬＱＹ）は６０％であった。ＰＬスペクトルは対称で、ピークは５００ｎｍに観察された。ＰＬピークの半値幅ＦＷＨＭは３５ｎｍであり、光吸収スペクトルの第１エキシトンピークＦＷＨＭは４４ｎｍ、Ｖａｌｌｅｙ－ｄｅｐｔｈは０．５１（図１９）であった。以上から、３単分子シェルからなるＩｎＰ／ＺｎＳコヒーレントコア／シェル構造の量子ドットは、高い量子収率ＰＬＱＹと狭い半値幅ＰＬ‐ＦＷＨＭをもつ量子ドットであった。
ＨＲＴＥＭ観察から、ＺｎＳシェルの膜厚は０．８１ｎｍと見積もられた。
ＨＲＴＥＭから計測した（１１１）面の面間隔は０．３２ｎｍであり、この面間隔から格子定数は０．５６ｎｍと見積もられ、ＸＲＤから計算された値と一致した。
図７（同図の左から３番目の点）に示されるように、ＰＬ内部量子収率（ＰＬＱＹ）は６０％であった。ＰＬスペクトルは対称で、ピークは５００ｎｍに観察された。ＰＬピークの半値幅ＦＷＨＭは３５ｎｍであり、光吸収スペクトルの第１エキシトンピークＦＷＨＭは４４ｎｍ、Ｖａｌｌｅｙ－ｄｅｐｔｈは０．５１（図１９）であった。以上から、３単分子シェルからなるＩｎＰ／ＺｎＳコヒーレントコア／シェル構造の量子ドットは、高い量子収率ＰＬＱＹと狭い半値幅ＰＬ‐ＦＷＨＭをもつ量子ドットであった。
【0045】
（実施例４）
実施例４では、コアサイズを変えたコヒーレントコア／シェル構造の量子ドットであるサンプルＤを下記の工程により作製してその特性を評価した。
ＩｎＰコアは、下記工程により作製した。
最初に、酢酸インジウム（０．１５ｍｍｏｌ）、酢酸亜鉛（０．０７５ｍｍｏｌ）、パルミチン酸（０．６ｍｍｏｌ）およびＯＤＥ（６．３ｍＬ）を混合してアルゴンガスでパージした。引き続き、真空度６０Ｐａ以下で１４０℃まで昇温し、同温度で０．１２ｍｍｏｌの亜リン酸トリス（トリメチルシリル）を溶かしたトリオクチルホスフィン（１ｍＬ）を加え、真空度６０Ｐａ以下で、４０℃に昇温し、同温度で１０分保持した。室温に戻してからアルゴン大気圧にして、３００℃へ昇温し、１５分保持することでＩｎＰコアを作製した。
このＩｎＰコアのＰＬピークは、波長５３５ｎｍに観察された。
このＩｎＰコアにＺｎＳシェルをサンプルＣと同様の作製条件で形成し、コヒーレントコア／シェル構造の量子ドット（サンプルＤ）を作製した。
実施例４では、コアサイズを変えたコヒーレントコア／シェル構造の量子ドットであるサンプルＤを下記の工程により作製してその特性を評価した。
ＩｎＰコアは、下記工程により作製した。
最初に、酢酸インジウム（０．１５ｍｍｏｌ）、酢酸亜鉛（０．０７５ｍｍｏｌ）、パルミチン酸（０．６ｍｍｏｌ）およびＯＤＥ（６．３ｍＬ）を混合してアルゴンガスでパージした。引き続き、真空度６０Ｐａ以下で１４０℃まで昇温し、同温度で０．１２ｍｍｏｌの亜リン酸トリス（トリメチルシリル）を溶かしたトリオクチルホスフィン（１ｍＬ）を加え、真空度６０Ｐａ以下で、４０℃に昇温し、同温度で１０分保持した。室温に戻してからアルゴン大気圧にして、３００℃へ昇温し、１５分保持することでＩｎＰコアを作製した。
このＩｎＰコアのＰＬピークは、波長５３５ｎｍに観察された。
このＩｎＰコアにＺｎＳシェルをサンプルＣと同様の作製条件で形成し、コヒーレントコア／シェル構造の量子ドット（サンプルＤ）を作製した。
【0046】
その結果、実施例３と同様シェル形成後、回折線は広角側へシフトした（図１１）。ＸＲＤパターンから算出した格子定数は０．５６ｎｍであった。
量子収率ＰＬＱＹは６２％、半値幅ＰＬ－ＦＷＨＭは４０ｎｍ、ＰＬスペクトルは対称で、ピークは５２５ｎｍに観察された（図１２）。波長５２５ｎｍは、図１３に示す色度図の緑領域の頂点付近に位置する波長である。このため、この量子ドットを蛍光体、染料、あるいは顔料として使用するとカバーする色合いの範囲を拡げることができる。その上で、この量子ドットは、６２％という高い量子収率ＰＬＱＹと狭い半値幅ＰＬ－ＦＷＨＭをもつのであることが示された。
量子収率ＰＬＱＹは６２％、半値幅ＰＬ－ＦＷＨＭは４０ｎｍ、ＰＬスペクトルは対称で、ピークは５２５ｎｍに観察された（図１２）。波長５２５ｎｍは、図１３に示す色度図の緑領域の頂点付近に位置する波長である。このため、この量子ドットを蛍光体、染料、あるいは顔料として使用するとカバーする色合いの範囲を拡げることができる。その上で、この量子ドットは、６２％という高い量子収率ＰＬＱＹと狭い半値幅ＰＬ－ＦＷＨＭをもつのであることが示された。
【0047】
（実施例５）
実施例５では、コヒーレントＩｎＰ／ＧａＰ／ＺｎＳ（コア／シェル／シェル）構造の量子ドットを下記の工程により作製してその特性を評価した。
ＩｎＰコアは実施例１と同じ方法で得た。
ＧａＰ／ＺｎＳシェルは、ＩｎＰコア（２ｍＬ）、ＯＤＥ（２ｍＬ）、ＧａＣｌ３（３ｍｇ）を混合して、室温、真空度６０Ｐａ以下で３０分保持した後にアルゴン大気圧にし、昇温し、２００℃に到達した段階で、ＤＤＴ（１２４μＬ）とＺｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加した。引き続いて、２３０℃に昇温して２０分間保持し、続いてＤＤＴ（１２４μＬ）とＺｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加した。その後に２４０℃に昇温し、２０分間保持することで形成した。
得られた量子ドットは、１単分子シェルのＧａＰシェルと２単分子シェルのＺｎＳシェルからなる３単分子シェルである。したがって、ＧａＰシェルの厚さは０．２７ｎｍ、ＺｎＳシェルの厚さは０．５４ｎｍである。
実施例５では、コヒーレントＩｎＰ／ＧａＰ／ＺｎＳ（コア／シェル／シェル）構造の量子ドットを下記の工程により作製してその特性を評価した。
ＩｎＰコアは実施例１と同じ方法で得た。
ＧａＰ／ＺｎＳシェルは、ＩｎＰコア（２ｍＬ）、ＯＤＥ（２ｍＬ）、ＧａＣｌ３（３ｍｇ）を混合して、室温、真空度６０Ｐａ以下で３０分保持した後にアルゴン大気圧にし、昇温し、２００℃に到達した段階で、ＤＤＴ（１２４μＬ）とＺｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加した。引き続いて、２３０℃に昇温して２０分間保持し、続いてＤＤＴ（１２４μＬ）とＺｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加した。その後に２４０℃に昇温し、２０分間保持することで形成した。
得られた量子ドットは、１単分子シェルのＧａＰシェルと２単分子シェルのＺｎＳシェルからなる３単分子シェルである。したがって、ＧａＰシェルの厚さは０．２７ｎｍ、ＺｎＳシェルの厚さは０．５４ｎｍである。
【0048】
図１４にＸＲＤパターンを示す。
ＩｎＰコアのＸＲＤと比較すると、ＧａＰ／ＺｎＳシェルにより回折線が広角側へシフトした。
回折線から格子定数は０．５６ｎｍと算出され、コヒーレントコア／シェル／シェル構造を有していることがわかった。ＧａＰ結晶の格子定数０．５４５ｎｍはＺｎＳ結晶の格子定数０．５４２ｎｍとほぼ等しいので、ＩｎＰ／ＺｎＳからなるコヒーレントコア／シェル構造のときと同じく０．５６ｎｍの格子定数であったと考えられる。
ＩｎＰ／ＧａＰ／ＺｎＳからなるコア／シェル／シェル粒子の量子収率ＰＬＱＹは８２％と極めて高く、半値幅ＰＬ－ＦＷＨＭは３８ｎｍと狭く、ＰＬスペクトルは対称で、ピークは５１３ｎｍであった。また光吸収スペクトルの第１エキシトンピークＦＷＨＭは４４ｎｍであった（図１５)。
ＩｎＰコアのＸＲＤと比較すると、ＧａＰ／ＺｎＳシェルにより回折線が広角側へシフトした。
回折線から格子定数は０．５６ｎｍと算出され、コヒーレントコア／シェル／シェル構造を有していることがわかった。ＧａＰ結晶の格子定数０．５４５ｎｍはＺｎＳ結晶の格子定数０．５４２ｎｍとほぼ等しいので、ＩｎＰ／ＺｎＳからなるコヒーレントコア／シェル構造のときと同じく０．５６ｎｍの格子定数であったと考えられる。
ＩｎＰ／ＧａＰ／ＺｎＳからなるコア／シェル／シェル粒子の量子収率ＰＬＱＹは８２％と極めて高く、半値幅ＰＬ－ＦＷＨＭは３８ｎｍと狭く、ＰＬスペクトルは対称で、ピークは５１３ｎｍであった。また光吸収スペクトルの第１エキシトンピークＦＷＨＭは４４ｎｍであった（図１５)。
【0049】
この量子ドットのＰＬピーク波長である５１３ｎｍは、図１３に示す色度図の緑領域の頂点付近に位置する波長である。このため、この量子ドット（コヒーレントＩｎＰ／ＧａＰ／ＺｎＳ（コア／シェル／シェル））を蛍光体、染料、あるいは顔料として使用するとカバーする色合いの範囲を拡げることができる。その上で、この量子ドットは、極めて高い量子収率ＰＬＱＹと狭い半値幅ＰＬ－ＦＷＨＭをもつのであることが示された。
【0050】
（比較例１）
比較例１では、下記サンプルを作製してＩｎＰコア合成時における真空度の影響を調べた。
ＩｎＰコアは、下記工程で作製した。
最初に、酢酸インジウム（０．１５ｍｍｏｌ）、酢酸亜鉛（０．０７５ｍｍｏｌ）、パルミチン酸（０．６ｍｍｏｌ）およびＯＤＥ（６．３ｍＬ）を混合して、アルゴンガスでパージした。続いて、真空度１２０－１８０Ｐａ下で１４０℃まで昇温し、同温度で１２時間保持した後に、室温まで冷却してアルゴン大気圧とした。引き続いて、０．１２ｍｍｏｌの亜リン酸トリス（トリメチルシリル）を溶かしたトリオクチルホスフィン（１ｍＬ）を加え、真空度１２０－１８０Ｐａ下で４０℃に昇温し、１０分間保持することで脱ガスした。その後、室温に戻してから、アルゴン大気圧にして３００℃へ昇温し、同温度で１０分保持することでＩｎＰコアを作製した。
図８に示すとおり、ＩｎＰコアの光吸収スペクトルの第１エキシトンピークの急峻度はサンプルＡに比べると低く、またピークの半値幅ＦＷＨＭは５５ｎｍに留まった。真空度は１２０－１８０Ｐａでは不十分で、実施例で示したように６０Ｐａ以下にすることが好ましい。
比較例１では、下記サンプルを作製してＩｎＰコア合成時における真空度の影響を調べた。
ＩｎＰコアは、下記工程で作製した。
最初に、酢酸インジウム（０．１５ｍｍｏｌ）、酢酸亜鉛（０．０７５ｍｍｏｌ）、パルミチン酸（０．６ｍｍｏｌ）およびＯＤＥ（６．３ｍＬ）を混合して、アルゴンガスでパージした。続いて、真空度１２０－１８０Ｐａ下で１４０℃まで昇温し、同温度で１２時間保持した後に、室温まで冷却してアルゴン大気圧とした。引き続いて、０．１２ｍｍｏｌの亜リン酸トリス（トリメチルシリル）を溶かしたトリオクチルホスフィン（１ｍＬ）を加え、真空度１２０－１８０Ｐａ下で４０℃に昇温し、１０分間保持することで脱ガスした。その後、室温に戻してから、アルゴン大気圧にして３００℃へ昇温し、同温度で１０分保持することでＩｎＰコアを作製した。
図８に示すとおり、ＩｎＰコアの光吸収スペクトルの第１エキシトンピークの急峻度はサンプルＡに比べると低く、またピークの半値幅ＦＷＨＭは５５ｎｍに留まった。真空度は１２０－１８０Ｐａでは不十分で、実施例で示したように６０Ｐａ以下にすることが好ましい。
【0051】
（比較例２）
比較例２では、下記サンプルを作製してＩｎＰコア合成時における脱ガス時間の影響を調べた。
ＩｎＰコアは、下記工程で作製した。
ＩｎＰコアは、酢酸インジウム（０．１５ｍｍｏｌ）、酢酸亜鉛（０．０７５ｍｍｏｌ）、パルミチン酸（０．５ｍｍｏｌ）およびＯＤＥ（６．３ｍＬ）を混合してアルゴンガスでパージした。続いて、真空度１２０－１８０Ｐａ下で１４０℃まで昇温し、同温度で２時間保持した後に、室温まで冷却してアルゴン大気圧とした。引き続いて、０．１２ｍｍｏｌの亜リン酸トリス（トリメチルシリル）を溶かしたトリオクチルホスフィン（１ｍＬ）を加え、真空度１２０－１８０Ｐａ下４０℃に昇温し、１０分間保持することで脱ガスした。室温に戻してからアルゴン大気圧にして、３００℃へ昇温、同温度で１０分保持することでＩｎＰコアを得た。したがって、比較例２は、材料を混合した後の１４０℃の熱処理時間を比較例１の１２時間から２時間に短縮したこと以外は、比較例１に準拠している。
その結果、比較例２の光吸収スペクトルの第１エキシトンピークＦＷＨＭは、６７ｎｍに拡がった（図１６）。脱ガス時間が短いと特性が劣化することが確認された。
比較例２では、下記サンプルを作製してＩｎＰコア合成時における脱ガス時間の影響を調べた。
ＩｎＰコアは、下記工程で作製した。
ＩｎＰコアは、酢酸インジウム（０．１５ｍｍｏｌ）、酢酸亜鉛（０．０７５ｍｍｏｌ）、パルミチン酸（０．５ｍｍｏｌ）およびＯＤＥ（６．３ｍＬ）を混合してアルゴンガスでパージした。続いて、真空度１２０－１８０Ｐａ下で１４０℃まで昇温し、同温度で２時間保持した後に、室温まで冷却してアルゴン大気圧とした。引き続いて、０．１２ｍｍｏｌの亜リン酸トリス（トリメチルシリル）を溶かしたトリオクチルホスフィン（１ｍＬ）を加え、真空度１２０－１８０Ｐａ下４０℃に昇温し、１０分間保持することで脱ガスした。室温に戻してからアルゴン大気圧にして、３００℃へ昇温、同温度で１０分保持することでＩｎＰコアを得た。したがって、比較例２は、材料を混合した後の１４０℃の熱処理時間を比較例１の１２時間から２時間に短縮したこと以外は、比較例１に準拠している。
その結果、比較例２の光吸収スペクトルの第１エキシトンピークＦＷＨＭは、６７ｎｍに拡がった（図１６）。脱ガス時間が短いと特性が劣化することが確認された。
【0052】
（比較例３）
比較例３では、下記サンプルを作製してＩｎＰコア合成時において、リン源を添加した際に真空引きを行うことの影響を調べた。
ＩｎＰコアの作製工程は、材料を混合してアルゴンガスでパージした後の真空度を１２０－１８０Ｐａから実施例に示した６０Ｐａに変更したことと、トリオクチルホスフィン（１ｍＬ）を添加した後の脱ガス処理を行わないこと以外は、比較例１に準拠させた。
すなわち、比較例３のＩｎＰコアは下記の工程により作製した。最初に、酢酸インジウム（０．１５ｍｍｏｌ）、酢酸亜鉛（０．０７５ｍｍｏｌ）、パルミチン酸（０．６ｍｍｏｌ）およびＯＤＥ（６．３ｍＬ）および１－オクタデセン（ＯＤＥ、６．３ｍＬ）を混合してアルゴンガスでパージした。続いて、真空度６０Ｐａ以下で１４０℃まで昇温し、同温度で１２時間保持した後に、室温まで冷却しアルゴン大気圧とした。引き続いて、０．１２ｍｍｏｌの亜リン酸トリス（トリメチルシリル）を溶かしたトリオクチルホスフィン（１ｍＬ）を加え、脱ガス処理を行わず、３００℃へ昇温、１０分保持することでＩｎＰコアを得た。
その結果、比較例３の光吸収スペクトルの第１エキシトンピークＦＷＨＭは、５５ｎｍであった（図９）。
比較例３では、下記サンプルを作製してＩｎＰコア合成時において、リン源を添加した際に真空引きを行うことの影響を調べた。
ＩｎＰコアの作製工程は、材料を混合してアルゴンガスでパージした後の真空度を１２０－１８０Ｐａから実施例に示した６０Ｐａに変更したことと、トリオクチルホスフィン（１ｍＬ）を添加した後の脱ガス処理を行わないこと以外は、比較例１に準拠させた。
すなわち、比較例３のＩｎＰコアは下記の工程により作製した。最初に、酢酸インジウム（０．１５ｍｍｏｌ）、酢酸亜鉛（０．０７５ｍｍｏｌ）、パルミチン酸（０．６ｍｍｏｌ）およびＯＤＥ（６．３ｍＬ）および１－オクタデセン（ＯＤＥ、６．３ｍＬ）を混合してアルゴンガスでパージした。続いて、真空度６０Ｐａ以下で１４０℃まで昇温し、同温度で１２時間保持した後に、室温まで冷却しアルゴン大気圧とした。引き続いて、０．１２ｍｍｏｌの亜リン酸トリス（トリメチルシリル）を溶かしたトリオクチルホスフィン（１ｍＬ）を加え、脱ガス処理を行わず、３００℃へ昇温、１０分保持することでＩｎＰコアを得た。
その結果、比較例３の光吸収スペクトルの第１エキシトンピークＦＷＨＭは、５５ｎｍであった（図９）。
【0053】
＜実施例２、比較例１、比較例２、比較例３から得た結論＞
脱ガスは、新しい薬品を添加した際には全ての工程で必要である。
また、脱ガスを行う真空度については、６０Ｐａ以下で行うことで、光吸収スペクトルの狭い第１エキシトンピークを得られる。
また、１４０℃で行う脱ガスに関しては１２時間以上行うことで、光吸収スペクトルの第１エキシトンピークは狭くなる。
以上、酢酸を含む不純物の脱ガス除去を充分に行うことで、光吸収スペクトルの第１エキシトンピークＦＷＨＭを小さくすることが可能となる。
脱ガスは、新しい薬品を添加した際には全ての工程で必要である。
また、脱ガスを行う真空度については、６０Ｐａ以下で行うことで、光吸収スペクトルの狭い第１エキシトンピークを得られる。
また、１４０℃で行う脱ガスに関しては１２時間以上行うことで、光吸収スペクトルの第１エキシトンピークは狭くなる。
以上、酢酸を含む不純物の脱ガス除去を充分に行うことで、光吸収スペクトルの第１エキシトンピークＦＷＨＭを小さくすることが可能となる。
【0054】
（比較例４）
比較例４では、下記サンプルを作製して直鎖飽和脂肪酸の分子鎖長の影響を調べた。
ＩｎＰコアは、酢酸インジウム（０．１５ｍｍｏｌ）、酢酸亜鉛（０．０７５ｍｍｏｌ）、ラウリン酸 （０．６ｍｍｏｌ）および１－オクタデセン（６．３ｍＬ）に、０．１２ｍｍｏｌの亜リン酸トリス（トリメチルシリル）を溶かしたトリオクチルホスフィン（１ｍＬ）を加え、アルゴンガス雰囲気中で３００℃、１０分加熱することで作製した。
ＺｎＳシェル形成は実施例３と同様に行った。
比較例４では、下記サンプルを作製して直鎖飽和脂肪酸の分子鎖長の影響を調べた。
ＩｎＰコアは、酢酸インジウム（０．１５ｍｍｏｌ）、酢酸亜鉛（０．０７５ｍｍｏｌ）、ラウリン酸 （０．６ｍｍｏｌ）および１－オクタデセン（６．３ｍＬ）に、０．１２ｍｍｏｌの亜リン酸トリス（トリメチルシリル）を溶かしたトリオクチルホスフィン（１ｍＬ）を加え、アルゴンガス雰囲気中で３００℃、１０分加熱することで作製した。
ＺｎＳシェル形成は実施例３と同様に行った。
【0055】
ＸＲＤから計算した格子定数は０．５６ｎｍであった。量子収率ＰＬＱＹは５０％、ＰＬスペクトルは対称で、ピークは５１０ｎｍに観察された。半値幅ＰＬ－ＦＷＨＭは３９ｎｍであった。Ｃ１２－Ｃ１６の範囲で炭化水素鎖の鎖長を変えてもコヒーレントコア／シェル構造は作製できるが、パルミチン酸で最も良い光学特性が得られた。
【0056】
（比較例５）
比較例５では、下記サンプルＥを作製して、ＩｎＰ／ＺｎＳ構造で、シェル層を４層に厚したときの影響を調べた。
ＩｎＰコアは、実施例１と同じ方法で作製した。
ＺｎＳシェルは下記方法により形成した。
最初に、ＩｎＰコア（２ｍＬ）、ＯＤＥ（２ｍＬ）、ＤＤＴ（１２４μＬ）およびＺｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を混合して、アルゴンガス雰囲気中、２３０℃で２０分間保持した。続いて、ＤＤＴ（１２４μＬ）とＺｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加し、２４０℃に昇温し、同温度で２０分間保持した。引き続いて、ＤＤＴ（１２４μＬ）とＺｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加して２５０℃に昇温し、同温度で２０分間保持することでＺｎＳシェルを形成した。
比較例５では、下記サンプルＥを作製して、ＩｎＰ／ＺｎＳ構造で、シェル層を４層に厚したときの影響を調べた。
ＩｎＰコアは、実施例１と同じ方法で作製した。
ＺｎＳシェルは下記方法により形成した。
最初に、ＩｎＰコア（２ｍＬ）、ＯＤＥ（２ｍＬ）、ＤＤＴ（１２４μＬ）およびＺｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を混合して、アルゴンガス雰囲気中、２３０℃で２０分間保持した。続いて、ＤＤＴ（１２４μＬ）とＺｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加し、２４０℃に昇温し、同温度で２０分間保持した。引き続いて、ＤＤＴ（１２４μＬ）とＺｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加して２５０℃に昇温し、同温度で２０分間保持することでＺｎＳシェルを形成した。
【0057】
ＸＲＤから算出された格子定数は０．５５ｎｍであり、高解像ＴＥＭ（ＨＲＴＥＭ）から計測されたＺｎＳシェルの膜厚は1．０８ｎｍであった。量子収率ＰＬＱＹは３０％で、ＰＬピークは５１０ｎｍに観察された。半値幅ＰＬ－ＦＷＨＭは４２ｎｍであり、光吸収スペクトルの第１エキシトンピークＦＷＨＭ＝４８ｎｍであった。
【0058】
（比較例６）
比較例６では、下記サンプルＦを作製して、ＩｎＰ／ＺｎＳ構造で、シェル層を比較例５よりさらに１層厚して５層にしたときの影響を調べた。
ＩｎＰコアは、実施例１と同じ方法で作製した。
ＺｎＳシェルは、下記方法により形成した。
最初に、ＩｎＰコア（２ｍＬ）、ＯＤＥ（２ｍＬ）、ＤＤＴ（１２４μＬ）およびＺｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を混合して、アルゴンガス雰囲気中、２３０℃で２０分間保持した。続いて、ＤＤＴ(１２４μL)、Ｚｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加し、２４０℃に昇温し、同温度で２０分間保持した。引き続き、ＤＤＴ（１２４μＬ）、Ｚｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加し２５０℃に昇温して、同温度で２０分間保持した。続いて、ＤＤＴ（１２４μＬ）、Ｚｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加し２６０℃に昇温して、同温度で２０分間保持した。引き続き、ＤＤＴ（１２４μＬ）、Ｚｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加し２７０℃に昇温して、同温度で２０分間保持した。続いてＤＤＴ（１２４μＬ）、Ｚｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加し、２８０℃に昇温し、同温度で２０分間保持することでＺｎＳシェルを形成した。
比較例６では、下記サンプルＦを作製して、ＩｎＰ／ＺｎＳ構造で、シェル層を比較例５よりさらに１層厚して５層にしたときの影響を調べた。
ＩｎＰコアは、実施例１と同じ方法で作製した。
ＺｎＳシェルは、下記方法により形成した。
最初に、ＩｎＰコア（２ｍＬ）、ＯＤＥ（２ｍＬ）、ＤＤＴ（１２４μＬ）およびＺｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を混合して、アルゴンガス雰囲気中、２３０℃で２０分間保持した。続いて、ＤＤＴ(１２４μL)、Ｚｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加し、２４０℃に昇温し、同温度で２０分間保持した。引き続き、ＤＤＴ（１２４μＬ）、Ｚｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加し２５０℃に昇温して、同温度で２０分間保持した。続いて、ＤＤＴ（１２４μＬ）、Ｚｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加し２６０℃に昇温して、同温度で２０分間保持した。引き続き、ＤＤＴ（１２４μＬ）、Ｚｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加し２７０℃に昇温して、同温度で２０分間保持した。続いてＤＤＴ（１２４μＬ）、Ｚｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加し、２８０℃に昇温し、同温度で２０分間保持することでＺｎＳシェルを形成した。
【0059】
ＸＲＤから算出された格子定数は０．５４ｎｍであり、ＨＲＴＥＭから計測されたＺｎＳシェルの膜厚は１．３５ｎｍであった。量子収率ＰＬＱＹは２５％で、ＰＬピークは５１０ｎｍに観察された。半値幅ＰＬ－ＦＷＨＭは４５ｎｍであり、光吸収スペクトルの第１キシトンピークＦＷＨＭは５０ｎｍであった。
【0060】
（比較例７）
比較例７では、下記サンプルＧを作製して、ＩｎＰ／ＺｎＳ構造で、シェル層を比較例６よりさらに３層厚くして８層にしたときの影響を調べた。
ＩｎＰコアは、実施例１と同じ方法で作製した。
ＺｎＳシェルは、下記方法により形成した。図１８にＺｎ－ＯＡ添加工程を示す。
最初に、ＩｎＰコア（２ｍＬ）、ＯＤＥ（２ｍＬ）、ＤＤＴ（１２４μＬ）およびＺｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を混合して、アルゴンガス雰囲気中、２３０℃で２０分間保持した。続いて、ＤＤＴ（１２４μＬ）、Ｚｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加し、２４０℃に昇温し、同温度で２０分間保持した。引き続き、ＤＤＴ（１２４μＬ）、Ｚｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加し２５０℃に昇温して、同温度で２０分間保持した。続いて、ＤＤＴ（１２４μＬ）、Ｚｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加し２６０℃に昇温して、同温度で２０分間保持した。引き続き、ＤＤＴ（１２４μＬ）、Ｚｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加し２７０℃に昇温して、同温度で２０分間保持した。続いて、ＤＤＴ（１２４μＬ）、Ｚｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加し２８０℃に昇温して、同温度で２０分間保持した。続いて、ＤＤＴ（１２４μＬ）、Ｚｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加し２９０℃に昇温して、同温度で２０分間保持した。続いて、ＤＤＴ（１２４μＬ）、Ｚｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加し３００℃に昇温して、同温度で２０分間保持することでＺｎＳシェルを形成した。
比較例７では、下記サンプルＧを作製して、ＩｎＰ／ＺｎＳ構造で、シェル層を比較例６よりさらに３層厚くして８層にしたときの影響を調べた。
ＩｎＰコアは、実施例１と同じ方法で作製した。
ＺｎＳシェルは、下記方法により形成した。図１８にＺｎ－ＯＡ添加工程を示す。
最初に、ＩｎＰコア（２ｍＬ）、ＯＤＥ（２ｍＬ）、ＤＤＴ（１２４μＬ）およびＺｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を混合して、アルゴンガス雰囲気中、２３０℃で２０分間保持した。続いて、ＤＤＴ（１２４μＬ）、Ｚｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加し、２４０℃に昇温し、同温度で２０分間保持した。引き続き、ＤＤＴ（１２４μＬ）、Ｚｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加し２５０℃に昇温して、同温度で２０分間保持した。続いて、ＤＤＴ（１２４μＬ）、Ｚｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加し２６０℃に昇温して、同温度で２０分間保持した。引き続き、ＤＤＴ（１２４μＬ）、Ｚｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加し２７０℃に昇温して、同温度で２０分間保持した。続いて、ＤＤＴ（１２４μＬ）、Ｚｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加し２８０℃に昇温して、同温度で２０分間保持した。続いて、ＤＤＴ（１２４μＬ）、Ｚｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加し２９０℃に昇温して、同温度で２０分間保持した。続いて、ＤＤＴ（１２４μＬ）、Ｚｎ－ＯＡ（１ｍＬ）を添加し３００℃に昇温して、同温度で２０分間保持することでＺｎＳシェルを形成した。
【0061】
ＸＲＤから算出した格子定数は０．５４ｎｍであり、ＨＲＴＥＭから計測されたＺｎＳシェルの膜厚は２．１６ｎｍであった。ＨＲＴＥＭから計測した（１１１）面の面間隔０．３１ｎｍはＺｎＳ（１１１）面の面間隔と一致し（図１７）、その値から算出された格子定数はＸＲＤから算出された値と一致した。量子収率ＰＬＱＹは１９％、ＰＬピークは５１０ｎｍに観察された。半値幅ＰＬ－ＦＷＨＭは５０ｎｍであり、光吸収スペクトルの第１エキシトンピークＦＷＨＭは５８ｎｍであった。
【0062】
＜ＺｎＳシェル厚さ依存性＞
ＺｎＳシェルの厚さと量子収率およびＰＬ半値幅の関係を図７に示す。この図は、サンプルＡからＧまでのデータを左から順に並べたものである。
この図から、ＺｎＳの厚さが３単分子に相当する１．０８ｎｍ以下で高い量子収率および狭いＰＬ半値幅が得られ、特にＺｎＳの厚さが１．０８ｎｍで最も高い量子収率および最も狭いＰＬ半値幅が得られることがわかる。
ＺｎＳシェルの厚さと量子収率およびＰＬ半値幅の関係を図７に示す。この図は、サンプルＡからＧまでのデータを左から順に並べたものである。
この図から、ＺｎＳの厚さが３単分子に相当する１．０８ｎｍ以下で高い量子収率および狭いＰＬ半値幅が得られ、特にＺｎＳの厚さが１．０８ｎｍで最も高い量子収率および最も狭いＰＬ半値幅が得られることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【0063】
本発明により、波長５００ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の波長帯で高い量子収率と狭い半値幅を有する量子ドットおよび蛍光体が提供される。この蛍光体の波長は色度図の緑の頂点に位置するものであり、例えばカラーディスプレーの緑色蛍光体として高い市場価値をもつ。また、本発明の量子ドットは、癌等の検出に好適な高感度で視認性の高い緑色可視化染料や太陽光下で発色する緑色顔料化粧品へも適用可能である。
このため、産業の発展に大いに寄与するものと考える。
このため、産業の発展に大いに寄与するものと考える。
【符号の説明】
【0064】
１：量子ドット
１１：コア（ＩｎＰ）
１２：シェル（ＺｎＳ）
１１：コア（ＩｎＰ）
１２：シェル（ＺｎＳ）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
