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公開番号2025117554
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-12
出願番号2025010927
出願日2025-01-24
発明の名称量子ドットの作製方法、発光素子及びその製造方法、並びにナノ素材
出願人国立大学法人電気通信大学
代理人弁理士法人ITOH
主分類H10K 85/50 20230101AFI20250804BHJP()
要約【課題】高い発光強度を実現する量子ドットと、これを用いた発光素子を提供する。
【解決手段】量子ドットの製造方法は、主鎖の炭素数が18個以下の脂肪酸と主鎖の炭素数が18個以下の脂肪族アミンとを所定の割合で含む有機溶媒の混合液に、酢酸セシウム、酢酸ナトリウムおよび酢酸インジウムを分散させて溶液を作製する工程と、前記溶液を加熱した状態において塩化物を注入することで、Cs₂NaInCl₆ペロブスカイト量子ドットを合成する工程と、を含む。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
主鎖の炭素数が１８個以下の脂肪酸と主鎖の炭素数が１８個以下の脂肪族アミンとを所定の割合で含む有機溶媒の混合液に、酢酸セシウム、酢酸ナトリウムおよび酢酸インジウムを分散させて溶液を作製する工程と、
前記溶液を加熱した状態において塩化物を注入することで、Ｃｓ
２
ＮａＩｎＣｌ
６
ペロブスカイト量子ドットを合成する工程と、
を含む、量子ドットの製造方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記脂肪酸及び前記脂肪族アミンの少なくとも一方は、主鎖の炭素数が１８未満である、請求項１に記載の量子ドットの製造方法。
【請求項３】
前記脂肪族アミンはオレイルアミンである、請求項１に記載の量子ドットの製造方法。
【請求項４】
前記脂肪酸は、主鎖の炭素数が６個である、請求項３に記載の量子ドットの製造方法。
【請求項５】
前記溶液は、酢酸アンチモンが分散されており、
Ｃｓ
２
ＮａＩｎＣｌ
６
ペロブスカイト量子ドットは、ＳｂドープＣｓ
２
ＮａＩｎＣｌ
６
ペロブスカイト量子ドットであり、
前記脂肪酸はオレイン酸である、請求項３に記載の量子ドットの製造方法。
【請求項６】
前記溶液におけるオレイン酸に対するオレイルアミンの体積比が１／４以上かつ１０以下である請求項５に記載の量子ドットの製造方法。
【請求項７】
前記塩化物は塩化ゲルマニウムである請求項６記載の量子ドットの製造方法。
【請求項８】
前記有機溶媒は１－オクタデセンである請求項６に記載の量子ドットの製造方法。
【請求項９】
前記溶液を作製する工程は、前記混合液に、酢酸セシウム、酢酸ナトリウム、酢酸インジウム、酢酸アンチモン、並びに、Ｍｎおよび希土類元素から選択される少なくとも１つの元素の酢酸塩が分散した溶液を作製する工程を含み、
前記量子ドットを合成する工程は、Ｓｂドープ並びにＭｎおよび希土類元素から選択される少なくとも１つの元素ドープＣｓ
２
ＮａＩｎＣｌ
６
ペロブスカイト量子ドットを合成する工程を含む請求項６に記載の量子ドットの製造方法。
【請求項１０】
前記溶液を作製する工程は、前記混合液に、酢酸セシウム、酢酸ナトリウム、酢酸インジウム、酢酸アンチモンおよび酢酸マンガンが分散した溶液を作製する工程を含み、
前記量子ドットを合成する工程は、ＳｂおよびＭｎドープＣｓ
２
ＮａＩｎＣｌ
６
ペロブスカイト量子ドットを合成する工程を含む請求項６に記載の量子ドットの製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、量子ドットの作製方法と、発光素子及びその製造方法、並びにナノ素材に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（light Emitting Diode）等の発光素子にハロゲン化鉛ペロブスカイトが用いられている。鉛を用いない鉛フリーペロブスカイトとして、Ｐｂ（鉛）をＮａ（ナトリウム）およびＩｎ（インジウム）で置き換え、Ｓｂ（アンチモン）をドープしたＣｓ
２
ＮａＩｎＣｌ
６
ペロブスカイトが知られている（例えば非特許文献１）。ＳｂおよびＭｎ（マンガン）をドープしたＣｓ
２
ＮａＩｎＣｌ
６
ナノ結晶が知られている（例えば非特許文献２）。
【０００３】
１－オクタデセン、オレイン酸およびオレイルアミン溶液内に、酢酸セシウム、酢酸銀および酢酸インジウムを加え、塩化物を注入することで、Ｃｓ
２
ＡｇＩｎＣｌ
６
ペロブスカイトなどを作製することが知られている。（例えば非特許文献３）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
R. Zeng et al., J. Phys. Chem. Letter. 2020, 11, 2053-2061
X. Liu et al., Small 2020, 16, 2002547
X. Wang et al., Nano Lett. 2022, 22, 636-643
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献２のナノ結晶の作製方法では、Ｍｎを添加することでＰＬＱＹ（Photoluminescence quantum yield：発光量子収率）が著しく低下する。Ｍｎを添加しない状態でＰＬＱＹは５０％であり、Ｍｎ濃度が２％でＰＬＱＹは２５％以下に低下する。ＰＬＱＹの低いナノ結晶を発光素子に用いると、十分な発光が得られない。
【０００６】
本発明は、高い発光強度を実現する量子ドットと、これを用いた発光素子を提供することをひとつの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態では、量子ドットの製造方法において、
主鎖の炭素数が１８個以下の脂肪酸と主鎖の炭素数が１８個以下の脂肪族アミンとを所定の割合で含む有機溶媒の混合液に、酢酸セシウム、酢酸ナトリウムおよび酢酸インジウムを分散させて溶液を作製する工程と、
前記溶液を加熱した状態において塩化物を注入することで、Ｃｓ
２
ＮａＩｎＣｌ
６
ペロブスカイト量子ドットを合成する工程と、
を含む。
【０００８】
別の実施形態では、発光素子は、
Ｓｂと、Ｍｎまたは希土類元素から選択される少なくとも１つの元素と、がドープされたＣｓ
２
ＮａＩｎＣｌ
６
ペロブスカイト量子ドットを含み、厚さが２５ｎｍ以下の発光層と、
前記発光層を挟む正孔輸送層および電子輸送層と、
前記正孔輸送層の前記発光層の反対側に設けられた第１電極と、
前記電子輸送層の前記発光層の反対側に設けられた第２電極と、
を備える。
【０００９】
さらに別の実施形態では、ナノ材料は、
Ｃｓ
２
ＮａＩｎＣｌ
６
ペロブスカイト量子ドットと、
前記量子ドットに結合し、主鎖の炭素数が１８個未満の脂肪酸及び／または主鎖の炭素数が１８個未満の脂肪族アミンからなるリガンドと、
を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高い発光強度を実現する量子ドットと、これを用いた発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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