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ペロブスカイト & PbS量子ドット 次世代テクノロジーへの アプリケーションガイド フィルジェン株式会社

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Page 1: PbS量子ドット 次世代テクノロジーへの アプリ …...PbS量子ドット-光検出器 メリット: •すべての可視光および近赤外(800-200nm)までの幅広

ペロブスカイト&

PbS量子ドット

次世代テクノロジーへのアプリケーションガイド

フィルジェン株式会社

Page 2: PbS量子ドット 次世代テクノロジーへの アプリ …...PbS量子ドット-光検出器 メリット: •すべての可視光および近赤外(800-200nm)までの幅広

製品 波長 形態 カタログ#

PbS量子ドット 900/1000/1100/1200/1300/1400/1500/1600nmpeak emission

固形体、または溶剤中(トルエンまたはオクタン)

QD-LS-△△△-em

PbS量子ドット 800/900/1000/1100/1200/1300/1400/1500/1600/1700/1800/1900/20000nmexcitonic absorption peak

固形体、または溶剤中(トルエンまたはオクタン)

QD-LS-△△△-abs

ペロブスカイト量子ドット APbX3 450/480/510/520/530/650/685nmpeak emission.

10 mg/mL (トルエン中) QD-P-△△△

ゼロ次元ペロブスカイト Cs4PbBr6 515 nm peak emission 粉末 Zero-D powder

耐熱性ペロブスカイト量子ドット,CsPbBr3

510-530 nm emission peak ペースト LUMAR CsPbBr3 QDs

薄膜用インク, CsPbBr3 525 nm emission peak DMSO中 QD-P

製品ラインナップ

量子ドットは、優れた発光特性を有するわずか数ナノメートルサイズの小さな半導体材料です。それらのルミネッセンスのユニークな

特性は、発光の波長をナノ粒子のサイズまたは組成を変化することで正確に調整できることです。それらは非常に明るく効率的です。

それらの色純度はこれまでに知られている材料の中で最高のものの一つです。Quantum Solutionsは顧客の要求に応じたカスタ

ムオーダー、および以下の量子ドットの開発および大規模生産メーカーです。

※カタログ番号の△△△には各波長が対応します。例:PbS量子ドット 1100 nm peak emissionの場合 QD-LS-1100-em

https//filgen.jp [email protected] 052-624-4388

1全ての可視光および近赤外光(2000nm)の幅広い吸収

2幅広い波長可変発光(900-2000nm)

3高いPLQY (> 40-60%) および狭いFWHM (< 100-140nm)

1全ての量子ドットにおいて最も狭いFWHM (<20-25nm)

2 高いPLQY (最大100%)

3広域吸収(X線から)および波長可変発光(450-685nm)

PbS量子ドット ペロブスカイト量子ドット

各量子ドットの特長

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太陽電池シリコンベースの太陽電池パネルの効率が向上します

近赤外光検出器

近赤外 QD LEDs

バイオメディカルイメージング近赤外イメージングによってがんや他種の検出を可能にします

900-2000nmの幅広い範囲の近赤外LED用の効率的な活性材料

顔認識、自律走行車、ARとVRのための近赤外光検出器...

量子ドットアプリケーションガイド (アプリケーション例)

QD LEDs

最も広い色域と最高のコントラストを持つディスプレイのために最適

QD LCDディスプレイ

UVセンサー

X線シンチレーションX線検出用の高効率シンチレータ材料

シリコンベースの光検出器のUV感度を向上

HDRディスプレイの色域を拡張

ペロブスカイト量子ドットPbS量子ドット

@[email protected]

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PbS量子ドット-光検出器

メリット:• すべての可視光および近赤外(800-200nm)までの幅広

い波長可変吸収

• 高デバイスEQE

• 高い検出感度と短い応答時間

• 溶液のスピンコーティングによるシリコンベースセンサ(CMOSま

たはシリコンフォトダイオード)との容易な統合

関連文献(Quantum Solutions寄与):

近赤外線センシングはフォトカメラ(顔認識用)、自律走行車(障害物検知用)、ARおよびVR(視線追跡用)、暗視および監視、

生物医学イメージング、品質管理および製品検査などの機器に広く使用されています。新しいセンサー技術はデジタル変換を可能にし、

IoT用のデバイスを統合したりビッグデータを収集したりすることができます。InGaAsおよびGeなどの現在の活性NIR吸収体は製造コストが

高く(高温エピタキシャル法)、単一デバイス内でシリコンベースのフォトダイオードと組み合わせることができません。PbS QDsはより高い感

度、より広い吸収範囲、およびシリコンベースのセンサーとの適合性を有します。

製品ポートフォリオ・PbS (硫化鉛) 量子ドットPbS量子ドット、オレイン酸キャップ、800-2000nmの発光/

励起子吸収ピーク1. Zhijun Ning et al. Nature Materials 2014. V. 13,

pp. 822–828

性能:

QD-LS-980-absの実験データ(980nm励起子吸収ピーク)

PbS量子ドット

吸収範囲可視から近赤外領域(800-200nmを調整可能)

粒子径2.5-9nm(必要な吸収プロファイルに応じて)

デバイスの代表的なEQE

近赤外線での励起時に10-30%VISでの励起時に50-70%

デバイスの代表的な応答時間

< 30μs

デバイスの代表的な検知能力

1010 − 1013Jones

金電極を有する光導電体において活性層としてPbS量子ドット

を使用。PbS量子ドットをスピンコーティングによって堆積した(5-

10 層 ) 。 各 層 の 処 理 は 、 PbS 量 子 ド ッ ト ( オ ク タ ン 、

50mg/mL)のスピンコーティング、その後1,2-EDTを配位子交

換及びメタノールによる洗浄からなります。

このデバイスは1100nmまでのすべての可視スペクトルを介して

光を吸収し、第一励起子吸収ピーク1015nm(溶液中で980

からシフト)を有します。応答時間は5-20μs未満です。暗/明

モードでのI-V曲線はPbS量子ドットが非常に敏感な材料であり、

電流が光強度に直線的に依存することを示しています。

Photoconductor with PbS

QDs

Photodiode with PbS QDs

https//filgen.jp [email protected] 052-624-4388

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ペロブスカイト量子ドット-LCDディスプレイ

メリット:• Rec.2020及びそれを超える発光: 510-530nm

• 全ての量子ドットにおいて最も狭いFWHM (<20-25nm)

• 最大100%までの高いPLQY

• ブルーライトの高い吸収係数

• LCDバックライト用のRoHS準拠、カドミウムフリー

• 熱及び写真露光に対する高い信頼性(RA)

1. Lutfan Sinatra et al. SID Symposium Digest2018, 1681-4

2. Jun Pan et al. SID Symposium Digest 2017, 83-86.

性能:

ポリマーフィルム中のLUMAR™CsPbBr3 量子ドットの実験データ:

ポリマーフィルム中のLUMAR™ CsPbBr3 量子ドット:ポリマータイプ-IBOA、量子ドット含有量-0.5wt%、膜厚-100μm

発光 510–530nm (調整可能)

FHWM < 20-25nm

PLQY > 60-70%

RA@85℃ブルーライト 10 mW/cm2

1,000時間 (初期PLの70-80%)

RA@60℃ブルーライト 10 mW/cm2

相対湿度90%1,000時間 (初期PLの80%)

100℃でPL消光 初期PLの65-70% (可逆的)

LUMAR™ CsPbBr3 量子ドットは

LCDバックライト用の赤色の量子ドット

(CdSeまたはInPベース)と組み合

わせて緑色の発光材料として使用可

能。

LUMAR™ CsPbBr3 量子ドットは狭いFWHMの発光により、

NTSC規格を更新し、Rec.2020に近づくようにLCDを製造しま

す。特別な量子ドットのシェルは量子ドットの工業規格に従い、

高い熱安定性と光分解の抵抗率を達成することを可能にします。

RA study

関連文献(Quantum Solutions社寄与):

量子ドットはLCDディスプレイの色域を広げ、TV、ラップトップ、タブレットでより良いコントラストでより鮮やかに色を表現します。これは

HDRディスプレイがRec.2020規格を満たすための理想的なソリューションです。それに加え、量子ドットはエネルギー消費量を削減するの

に役立ちます。今日、多くのTVメーカーがこの技術を採用しています。Quantum Solutionsは、LCDアプリケーション用の新しいグリーン

ペロブスカイト量子ドット(「LCDバックライト」および「LCDカラーフィルタ」)を販売しています。これらの材料は、高いフォトルミネッセンス効

率(最大100%)、狭帯域発光(<20-25nm)を有します。これにより、現在のCdSeおよびInP量子ドットに代わる、より高品質でよ

り環境に優しい代替品となります。

製品ポートフォリオ・LUMAR™ CsPbBr3 量子ドットペロブスカイト量子ドットCsPbBr3, 510-530 nm 発光ピー

ク、LCD用の高い熱および光安定性

@[email protected]

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メリット:• 高輝度 (青色光500Cd/m2、緑色光1000Cd/m2)

• 高EQE (青色2%、緑色5%)

• 短い減衰時間(≈ 5-20ns)

• 溶液処理可能

1. Jun Pan et al. Adv. Mater, 28, 8718–8725(2016).

2. Emre Yassitipe et al. Adv. Funct. Mater, 26,8757–8763 (2016).

3. Jun Pan et al. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140,562−565 (2018).

性能:

QD-P-450およびQD-P-510の実験データ(ペロブスカイト CsPb(Cl/Br)3および CsPbBr3 量子ドット):

ペロブスカイト量子ドット

QD-P-450 QD-P-510

発光 450 nm 510 nm

FHWM < 20 nm < 20-25 nm

減衰時間 ≈ 5-20 ns ≈ 5-20 ns

最大EQE max > 2 % > 5 %

最大輝度 > 500 Cd/m2 > 1000 Cd/m2

緑色のQD-P-510に基づく量子ドットLEDは、FWHM 18

nmで510nmの強いエレクトロルミネセンスを示します。 最大

EQEは> 5%、最大輝度は> 1000 Cd/m2です。青色の

QD-P-450に基づく量子ドットLEDは、FWHM 20 nmで450

nmの発光を示しています。 それは例外的な明るさ500

Cd/m2で2%を超える比較的高い最大EQEを持っています。

関連文献(Quantum Solutions社寄与):

量子ドット LEDsはより高い輝度、耐久性および色純度で現在のOLEDディスプレイを強化することを実現するための新技術です。これ

はTV、モバイル機器およびウェアラブル機器、仮想および拡張現実メガネ、自動車用ディスプレイ、信号におけるフレキシブルディスプレイ用

の最高のソリューションです。ペロブスカイト量子ドットは、InPおよびCdSe量子ドットと共にこの分野での可能性を示しています。

CsPb(Cl/Br)3およびCsPbBr3 量子ドットは青および緑色の量子ドット LEDsに特に効率的です。

ペロブスカイト量子ドット-LEDs

製品ポートフォリオ・ペロブスカイト量子ドット (QD-P)ペロブスカイト QDs CsPbX3、オレイン酸およびオレイルアミン

キャップ、450-685nmの発光ピーク

・LUMAR™ CsPbBr3 量子ドットLCD用のペロブスカイト QDs CsPbBr3、510-530nmの発

光、高い熱安定性および光安定性

・薄膜用インク, CsPbBr3DMSO溶液、高い熱安定性

https//filgen.jp [email protected] 052-624-4388

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メリット:

• UV光の可視光への高い光変換 (PLQY最大100 %)

• 高速UV光検出を可能にする短い減衰時間 (≈ 5-20ns)

• UV光の高い吸収係数

• 調整可能な発光:450-685 nm

性能:

QD-P-510の実験データ

(ペロブスカイトCsPbBr3 量子ドット):

ペロブスカイト量子ドット QD-P-510

発光 510 nm

UV光励起でのPLQY 最大100 %

FHWM < 20-25 nm

UV光での減衰時間 ≈ 5-20 ns

UV光吸収範囲 100-400 nm

型式QD-P-510のペロブスカイト量子ドット CsPbBr3は、幅

広い吸収プロファイルを有し、UV光を吸収し、510nmで再発光

します。

QD-P-510の高いPLQYにより、シリコンベースの光検出器の

感度が高い場合、UV光を低エネルギーの緑色光に変換可能で

す。QD-P-510はポリマーフィルムまたはシリコンセンサー上部のス

ピンコート層に量子ドットの形態で使用できます。

ペロブスカイト量子ドット-UVセンサー

シリコンフォトダイオードはイメージングから光センサーまで幅広いアプリケーションで光を取り込むために最も広く使用されている商用デバイス

です。シリコンベース層内の高エネルギーUV光子の侵入深さが低いため、これらのセンサーは400nm未満の波長を有するUV光に対して

十分に敏感ではありません。ペロブスカイト量子ドットはシリコンベースの光検出器のUV光感度を高めるための色変換層として使用可能で

す。

製品ポートフォリオ・ペロブスカイト量子ドット (QD-P)ペロブスカイト QDs CsPbX3、オレイン酸およびオレイルアミン

キャップ、450-685nmの発光ピーク

・LUMAR™ CsPbBr3 量子ドットLCD用のペロブスカイト QDs CsPbBr3、510-530nmの発

光、高い熱安定性および光安定性

@[email protected]

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フィルジェン株式会社試薬部

【お問い合わせ】

〒459-8011 愛知県名古屋市緑区定納山1丁目1409番地

TEL:052-624-4388 FAX:052-624-4389

メール:[email protected] URL:https://filgen.jp/

代理店

(Mar.2019)

輸入販売元

製造元

Quantum Solutions LLC

【お問い合わせ】

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