量子ドット材料の作製・構造・特性と光デバイスへの応用【LIVE配信・WEBセミナー】

セミナー趣旨

■注目ポイント

★エピタキシャル量子ドットは、既存の半導体プロセスとの整合性も良く、量子ドットを様々な半導体薄膜構造の中に作製することができ、多様な光電子デバイスへの応用が可能である!

★コロイド型量子ドットは、化学合成により波長を自在に制御できることから、ディスプレイや太陽電池など幅広い光デバイスへの応用が期待されています。ディスプレイから太陽電池まで、幅広い分野で研究開発・実用化が進んでいます！

★シリコン量子ドット（SiQD）は、重金属を含まない次世代量子ドットとして注目されており、LEDやフィルム、バイオ分野など幅広い応用が期待されています。量子ドット化による高発光効率化やフルカラー発光など、最新の研究成果と今後の展望について解説します！

セミナープログラム

【第1講】 量子ドットの応用市場展望-ディスプレイ分野の現状と今後の期待される新領域-

【時間】 10:45-12:00

【講演主旨】

　量子ドット（QD）は、既にディスプレー応用で市場を形成しており、2023年ノーベル化学賞の受賞を機に更なる拡大が期待されている。

　LCDでは応用手法でメーカ間の駆け引きが活発化し、今後の主導権争いが注目される。

　OLEDやMicro LEDの色変換層では、革新的な性能向上を目指し、新規参入企業も多く現れ開発競争が繰り広げられている。

　ディスプレー以外の応用でも様々な提案が出始めており、今後の新市場の形成を見通す。

【プログラム】

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1.イントロダクション
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　1.1 2023年のノーベル化学賞と2025年トレンド「RGB三原色化」がQD応用を加速
　1.2 ディスプレー応用の事業化とビジネスの駆け引き：プレーヤーとサプライチェーン
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2.競い合いと技術革新で拡大するディスプレー応用製品/市場
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　2.1 市場を拡大する「LCD＋QDシート」・・・フルQDと疑似（なんちゃって）QDの駆け引き
　2.2 新たな市場価値を狙う「OLED＋QD色変換層」とタンデム化OLEDのバトル
　2.3 期待の「Micro LED＋QD色変換層」はいつ実用化されるか
　2.4 OLED置き換えを狙う「QDｰLED（QLED）」の課題
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3.新分野への応用
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　3.1 センサー
　3.2 太陽電池
　3.3 医療
　3.4 農業
　3.5 レーザー光源
　3.6 その他
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4.まとめ
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【質疑応答】

【キーワード】
量子ドット、QDシート、ミニLEDバックライト、RGB三原色化、広色域、センサー、太陽電池、医療、農業、レーザー光源

【講演のポイント】

量子ドット（QD）応用の最新動向を、世界各地で開催されているイベント（展示会や国際会議など）での生情報などから紹介する。
ディスプレー応用に関わる各プレーヤーの技術と動向を分析し、今後の方向性を読み解く。更に、新分野に向けた開発状況についても解説する。

【習得できる知識】
量子ドット（QD）の応用と市場の動向、ビジネスに対する取り組み方

【第2講】 エピタキシャル量子ドットの作製技術と光電子デバイスへの応用

【時間】 13:00-14:15

【講演主旨】

　真空中に固定された単結晶基板上に物理化学的な結晶成長法により作製された「エピタキシャル量子ドット」は、有機溶媒中で化学合成により分散された「コロイド量子ドット」とは異なり、半導体ウエハー上へ直接、良質な単結晶の量子ドットを精密に制御して作製することが可能である。そのため、既存の半導体プロセスとの整合性も良く、量子ドットを様々な半導体薄膜構造の中に作製することができ、多様な光電子デバイスへの応用が可能である。

　本講演では、このエピタキシャル量子ドットの作製技術とその光電子デバイス応用について解説する。

【プログラム】

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１．はじめに
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　1.1 量子ドットの基礎
　1.2 量子ドットデバイスの基礎
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２．量子ドットのエピタキシャル成長技術
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　2.1 半導体エピタキシャル成長技術の進展
　2.2 ストランスキー・クラスタノフ成長モードによる量子ドットの自己形成法
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３．量子ドットのデバイス応用に向けた成長技術の進展
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　3.1 量子ドットの高均一・高密度化
　3.2 量子ドットの密度制御（超高密度化、低密度化）
　3.3 量子ドットの発光波長制御
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４．量子ドットの光電子デバイスへの応用
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　4.1 量子ドットレーザー
　4.2 量子ドット広帯域LED
　4.3 量子ドット太陽電池
　4.4 量子ドット単一光子発生器
　4.5 量子ドット共鳴トンネルダイオード
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５．まとめ
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【質疑応答】

【キーワード】
エピタキシャル成長、ストランスキ―・クラスタの不成長モード、量子ドット、人工原子、励起子、分子線エピタキシー（MBE)、反射型高速電子線回折（RHEED）、原子間力顕微鏡（AFM）、フォトルミネッセンス（PL）、透過型電子顕微鏡（TEM）、半導体レーザ、太陽電池、LED、単一光子発生器、共鳴トンネルダイオード

【講演のポイント】
講演者の量子ドットに関する研究歴は約30年で、その間、エピタキシャル量子ドットの作製技術の開発、光電子デバイス応用に関する研究に従事してきた。中でも2000年に高均一な量子ドットの作製法を開発し、2005年には量子ドットの高密度化の成長方法を開発し、量子ドットのデバイス応用とその実用化への道を拓いた。

【習得できる知識】
エピタキシャル成長技術、　量子ドット構造の観察技術、量子ドットの光電子物性の測定評価技術、各種量子ドットデバイスへの応用技術、量子ドットデバイス開発における課題点など

【第3講】 コロイド型量子ドットを用いた新しい原理で動作する光電変換デバイス

【時間】 14:25-15:40

【講演主旨】

　任意の波長で発光させることができる量子ドットは、20年ほど前にエピタキシャル成長型が半導体レーザに搭載されて実用化が先行していたが、近年は化学合成で製造されるコロイド型の研究も進み、液晶テレビのバックライトへの搭載も始まった。

　量子ドットはその特異な光吸収性能を利用した太陽電池への応用研究も進められており、今後に期待される新しい光電変換材料の代表格である。

　この講演では、電気を光に、あるいは光を電気に変換する技術の発展において、量子ドットがどのように期待されているのかについて、我々が研究を進めている量子ドット超格子太陽電池や単一光量子放出器の紹介を軸にして、初級者向けにわかりやすく解説する。

【プログラム】

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１．光電変換デバイスの歴史
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　1.1 電気を光に変換する：エジソンの発明から
　1.2 光を電気に変換する：ベクレルの発見から
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２．光を電気に：量子ドット超格子太陽電池
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　2.1 太陽電池の発明
　2.2 中間バンドを利用した高効率化
　2.3 量子ドット超格子を利用する新しい動作原理
　2.4 量子ドット材料による太陽電池特性の違い
　2.5 研究開発の現状と課題
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３．電気を光に：単一光量子放出器
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　3.1 光通信と量子光通信
　3.2 光子の放出と光共振器
　3.3 量子ドットとメタマテリアルとの組み合わせ
　3.4 光子の放出方向や偏光の制御
　3.5 研究開発の現状と課題
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４．まとめ
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【質疑応答】


【キーワード】
コロイド型量子ドット、量子ドット超格子太陽電池、単一光量子放出器、光電変換材料、光エレクトロニクス、メタマテリアル、量子情報

【講演のポイント】
講演者は、世界で初めて量子ドット半導体レーザの室温連続発振を実現するという画期的成果を達成し、その後も量子ドットの光エレクトロニクス応用研究を牽引し続ける、当分野を代表するトップランナーの一人である。

【習得できる知識】
量子ドットの基礎知識
光電変換材料の基礎知識
太陽電池の最新研究動向
量子情報光通信の基礎知識
量子ドット超格子太陽電池とは何か
量子ドットとメタマテリアルとを組み合わせて何ができるのか

【第4講】 シリコン量子ドットにおける光の波長制御と三原色発光するフィルムの開発

【時間】 15:50-17:05

【講演主旨】

　現在，社会実装されている量子ドット（QD）は主にIn系であり，研究の中心もペロブスカイト（鉛含有），In系，Cd系QDが占めています。これらはTVに応用され，今後はVR・AR，センサー，太陽電池，医薬品など幅広い展開が期待されています。

　一方で世界的には，①汎用的な原材料，②無毒，③重金属フリーを満たす次世代QDが強く求められています。その有力な候補の一つがシリコンです。重金属を含まず，将来的には廃棄される太陽光パネルを資源として活用できる点も魅力です。

　従来は近赤外域での発光効率がわずか0.01％程度と低く，実用化は困難と考えられていました。しかし，ナノサイズ化（量子ドット化）によって状況は一変し，効率は最大90％にまで向上，さらにフルカラー発光も可能になりつつあります。

　本セミナーでは，シリコン量子ドット（SiQD）の製造法，構造，特性，LEDをわかりやすく解説します。また，世界記録を4つ樹立したSiQD LEDの研究成果も取り上げ，SiQDフィルムやバイオ応用についてもご紹介します。

【プログラム】

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１.イントロダクション：　コロイダル量子ドット，LED，溶液プロセスについて
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２.シリコン量子ドットの基本・概要・特徴：バルクシリコンとナノシリコン
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3.SiQDの合成・構造・機能　
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4.SiQD LEDの製造・構造・特性
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５.最新のSiQD LED：4つのワールドレコードとそのメカニズム
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６.その他のSiQDとデバイス：もみ殻からSiQDとLEDの製造，SiQDフィルム，バイオイメージング
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７.まとめと展望
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【質疑応答】


【キーワード】
重金属フリー量子ドット，次世代量子ドット，シリコン量子ドット（Si量子ドット），コロイダル量子ドット，溶液プロセス，量子ドットLED（QD-LED），量子ドットTV・ディスプレイ，エコフレンドリー材料，フレキシブルデバイス，発光効率・外部量子効率（EQE），ナノマテリアル・ナノテクノロジー

【講演のポイント】
私たちは、世界トップレベルの発光効率を持つシリコン量子ドットとそのLEDについて，製造法・構造・光特性の研究を行っています。さらに量子ドットの合成からデバイス製造（LEDや量子ドットフィルム）までを一気通貫で実施できる研究環境を有しており，これは世界的にも稀有で恵まれた体制です。

【習得できる知識】
•    量子ドットの基礎
•    シリコンおよびナノシリコンの基礎
•    シリコン量子ドット（SiQD）の基礎知識
•    SiQDの製造法・構造・光学特性
•    SiQD LEDの製造・構造・特性
•    三原色発光するSiQDフィルムの開発動向
•    医薬品としてSiQD
これらを通じて、①汎用的な原材料、②無毒性、③重金属フリーという3つの条件を満たす次世代量子ドットとしてのシリコン量子ドットに関する最新動向を習得できます。

セミナー講師

第1部　 テック・アンド・ビズ(株)　 代表取締役　 北原　洋明　氏
第2部　 電気通信大学　 大学院情報理工学研究科　基盤理工学専攻　教授　 山口　浩一　氏
第3部　 横浜国立大学大学院　 工学研究院／教授　 向井　剛輝　氏
第4部　 広島大学　 自然科学研究支援開発センター / 副センター長・教授　 齋藤　健一　氏

セミナー受講料

【1名の場合】66,000円(税込、テキスト費用を含む)
2名以上は一人につき、22,000円が加算されます。

主催者

開催場所