WO2024024298A1 - 赤外線吸収量子ドットおよび赤外線吸収量子ドットの製造方法 - Google Patents

赤外線吸収量子ドットおよび赤外線吸収量子ドットの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2024024298A1
WO2024024298A1 PCT/JP2023/021528 JP2023021528W WO2024024298A1 WO 2024024298 A1 WO2024024298 A1 WO 2024024298A1 JP 2023021528 W JP2023021528 W JP 2023021528W WO 2024024298 A1 WO2024024298 A1 WO 2024024298A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
infrared absorbing
peak
absorbing quantum
quantum dots
quantum dot
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/021528
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
健三郎 杉本
ベイラム，エルジャン
ノベット，トーマス
Original Assignee
昭栄化学工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 昭栄化学工業株式会社 filed Critical 昭栄化学工業株式会社
Publication of WO2024024298A1 publication Critical patent/WO2024024298A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B1/00—Nanostructures formed by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y15/00—Nanotechnology for interacting, sensing or actuating, e.g. quantum dots as markers in protein assays or molecular motors

Definitions

  • the present invention relates to infrared-absorbing quantum dots and methods for producing infrared-absorbing quantum dots.
  • IR infrared
  • many optoelectronic devices such as photovoltaic devices, telecommunications devices, sensor devices, as well as in vivo bioimaging materials, use materials that absorb light in the infrared (IR) region of the electromagnetic spectrum.
  • IR infrared
  • a detector for an IR camera can include an array of pixels, each of which includes a single crystal semiconductor disposed on a silicon backplane.
  • cutting a single crystal semiconductor into portions corresponding to pixels and placing each portion on the backplane of the array can be technically difficult, costly, and time consuming.
  • quantum dots can be used to absorb IR light.
  • lead-based QDs, cadmium-based QDs, and mercury-based QDs can strongly absorb in the range of 1400 nm to 1500 nm.
  • heavy metal-based QDs can be difficult to use in biological and medical applications. Heavy metals can also pose an environmental hazard when disposed of.
  • QDs quantum dots
  • heavy metals such as lead, cadmium, and mercury
  • QDs quantum dots
  • heavy metal-based QDs may pose environmental and health hazards.
  • Traditional silver chalcogenide (eg, Ag 2 S, Ag 2 Se, and Ag 2 Te) QDs can be used as a less toxic alternative to heavy metal-based QDs.
  • silver chalcogenide QDs have shorter absorption peak wavelengths (e.g., less than 1400 nm), larger absorption peak half-widths at half maximum (HWHM), and/or smaller peak-to-trough ratios (e.g., less than 1400 nm) than heavy metal-based QDs (e.g., PbS). , less than 1.0). This may result in poor absorption at the target wavelength (eg, in the 1400 nm to 1800 nm range) and/or a smaller or undetectable signal-to-noise ratio compared to the use of heavy metal-based QDs.
  • HWHM absorption peak half-widths at half maximum
  • PbS peak-to-trough ratios
  • an object of the present invention is to provide quantum dots that can absorb infrared light of 1400 nm or more and are substantially free of heavy metals.
  • the infrared absorbing quantum dot is An infrared absorbing quantum dot containing silver (Ag) and tellurium (Te),
  • the infrared absorbing quantum dots include an absorbance peak in the range of 1400 nm to 1800 nm, The peak-to-trough ratio (peak/trough) of the absorbance peak is 1.0 or more.
  • the method for manufacturing infrared absorbing quantum dots according to the embodiment of the present invention includes: A method for manufacturing an infrared absorbing quantum dot according to the embodiment of the present invention described above, comprising: forming a quantum dot seed core containing silver (Ag) and tellurium (Te); adding a chalcogen precursor to grow quantum dot seeds, thereby forming infrared absorbing quantum dots with absorbance peaks in the range of 1400 nm to 1800 nm; including; The peak to valley ratio (peak/trough) of the absorbance peak is 1.0 or more,
  • the chalcogen precursor includes tellurium (Te).
  • Infrared absorbing quantum dots include: An infrared absorbing quantum dot comprising a core containing silver (Ag) and tellurium (Te) and a shell containing silver (Ag), tellurium (Te) and selenium (Se),
  • the infrared absorbing quantum dots include an absorbance peak in the range of 1400 nm to 1800 nm, The peak-to-trough ratio (peak/trough) of the absorbance peak is 1.0 or more.
  • quantum dots that can absorb infrared light of 1400 nm or more and are substantially free of heavy metals.
  • FIG. 1 shows an example of infrared absorbing quantum dots including silver and tellurium, according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 shows a transmission electron microscopy (TEM) image of a plurality of infrared absorbing quantum dots including silver and tellurium, according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 shows a plot of absorbance spectra for a population of infrared absorbing quantum dots formed with different silver-telluride molar ratios, according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 shows an example of infrared absorbing quantum dots including silver, tellurium, and selenium, according to another exemplary embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 shows an example of infrared absorbing quantum dots including silver and tellurium, according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 shows a transmission electron microscopy (TEM) image of a plurality of infrared absorbing quantum dots including silver and tellurium, according to an exemplary embodiment
  • FIG. 5 shows a TEM image of a plurality of infrared absorbing quantum dots including silver, tellurium, and selenium, according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 shows a plot of the absorbance spectrum for a population of infrared absorbing quantum dots, including, for example, a Se-Te based shell.
  • FIG. 7 shows an X-ray fluorescence spectrum for a sample of infrared absorbing quantum dots according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 shows a flowchart of an exemplary method for preparing infrared absorbing quantum dots according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • the infrared absorbing quantum dots include an absorbance peak in the range of 1400 nm to 1800 nm, and the peak-to-trough ratio (peak/trough) of the absorbance peak is 1.0 or more.
  • the infrared absorbing quantum dots are substantially free of heavy metal elements.
  • the term "substantially free of heavy metal elements" can generally refer to quantum dots that are free of heavy metal elements other than potential trace impurities present in the reactants used to make the quantum dots.
  • FIG. 1 shows an example of an infrared absorbing quantum dot 100.
  • an infrared absorbing quantum dot 100 is produced by a process in which a QD seed 102 cores using a silver precursor 104 and a chalcogen precursor 106, and then an additional chalcogen precursor 106. In addition, it is formed in a two-step process of growing QD seeds (eg, seed growth).
  • the QD seed 102 contains silver and tellurium.
  • QD seeds 102 may take the form of Ag-Te based.
  • QD seeds are nucleated using a hot injection method.
  • chalcogen precursor 106 is rapidly added to a hot (eg, 150° C.) solution of silver precursor 104.
  • Silver precursor 104 and chalcogen precursor 106 can include any suitable materials.
  • An example of a suitable chalcogen precursor 106 includes trioctylphosphine telluride (TOPTe).
  • An example of a suitable silver precursor 104 is silver acetate. Any suitable solvent can be used in the reaction. In some examples, silver acetate may be dissolved in octanethiol.
  • chalcogen precursor 106 is added to a solution containing excess silver. This allows the amount of chalcogen precursor 106 to be controlled, the size and dispersion of the resulting QD seeds, and the stoichiometry of silver and tellurium in solution.
  • the molar ratio of Ag:Te (Ag/Te) is explained in more detail below with reference to FIG.
  • QD seeds 102 are allowed to grow in the reaction mixture for up to 1 hour. For example, QD seeds 102 can be grown for 40 minutes. In other examples, QD seeds 102 are grown for more than one hour. In some examples, QD seeds 102 are grown at temperatures ranging from 80°C to 200°C. In other examples, QD seeds 102 are grown at temperatures ranging from 120°C to 180°C. In yet another example, QD seeds 102 are grown at a temperature in the range of 140°C to 160°C. With longer reaction times, the absorbance peak shifts to longer wavelengths and can also reduce the peak-to-trough ratio (peak/trough).
  • this may be due to particle growth occurring at different times and/or rates, resulting in a wider range of particle sizes and correspondingly broader absorbance peaks. This may additionally or alternatively be due to loss of ligand coverage around the infrared absorbing quantum dots.
  • QD seeds 102 are used as a basis for growing infrared absorbing quantum dots 100.
  • additional chalcogen precursor 106 is added to the reaction mixture containing QD seeds 102.
  • QD seed 102 growth is quenched before chalcogen precursor 106 is added.
  • a reaction mixture containing QD seeds 102 can be reacted at a growth temperature (eg, 150°C for 40 minutes) and then cooled to ambient temperature (eg, 25°C). Quenching can prevent uneven growth and agglomeration of QD seeds 102.
  • chalcogen precursor 106 is added to the reaction mixture without quenching the growth of QD seeds 102.
  • quenching can be omitted.
  • infrared absorbing quantum dots 100 are formed by adding an additional amount of chalcogen precursor 106 to a reaction mixture containing QD seeds 102.
  • additional TOPTe is added to the reaction mixture containing QD seeds 102.
  • the reaction mixture is heated for up to an additional hour.
  • the reaction mixture can be heated for 40 minutes to grow infrared absorbing quantum dots 100 from QD seeds 102. In other instances, the reaction mixture is heated for more than 1 hour.
  • infrared absorbing quantum dots 100 are grown at temperatures ranging from 80°C to 200°C. In another example, infrared absorbing quantum dots 100 are grown at temperatures ranging from 120°C to 180°C. In yet another example, infrared absorbing quantum dots 100 are grown at temperatures in the range of 140°C to 160°C.
  • infrared-absorbing quantum dots 100 can be grown with distinct absorbance peaks in the range of 1400 nm to 1800 nm (e.g., peak-to-valley ratio (peak/valley) ⁇ 1.0). ), which is difficult to achieve through a single-step process.
  • FIG. 2 shows a transmission electron microscopy (TEM) image of Ag-Te based infrared absorbing quantum dots prepared as described herein.
  • TEM transmission electron microscopy
  • infrared absorbing quantum dots 100 include an Ag:Te molar ratio (Ag/Te) ranging from 2 to 6.
  • the infrared absorbing quantum dots 100 include an Ag:Te molar ratio (Ag/Te) ranging from 2.1 to 5.8.
  • infrared absorbing quantum dots 100 include an Ag:Te molar ratio (Ag/Te) ranging from 2.1 to 2.7.
  • the molar ratio of Ag:Te (Ag/Te) can be calculated by ICP emission spectrometry.
  • FIG. 3 shows plots of absorbance spectra for multiple populations of quantum dots formed with different Ag:Te molar ratios (Ag/Te).
  • the absorbance peak values are also listed in Table 1.
  • the quantum dot population with Ag:Te molar ratio of 3.4 has a distinct absorbance peak centered at about 1150 nm, with a peak-to-trough ratio (peak/trough). was 1.6.
  • Peak-to-trough ratio (peak/trough) refers to the ratio of the maximum absorbance value at the absorbance peak to the minimum absorbance value adjacent to the absorbance peak.
  • Quantum dots with Ag:Te molar ratios of 3.2, 3.1, 2.5, and 2.1 were also prepared. Quantum dots with an Ag:Te ratio (Ag/Te) of 3.2 showed a broader absorbance peak in the range of 1100 nm to 1200 nm than quantum dots with an Ag:Te molar ratio (Ag/Te) of 3.4. . Quantum dots with Ag:Te molar ratios (Ag/Te) of 3.1, 2.5, and 2.1 did not show clear absorbance peaks in the range of 1100 nm to 1200 nm.
  • the infrared absorbing quantum dots 100 have absorbance peaks in the range of 1400 nm to 1800 nm, and the peak-to-trough ratio (peak/trough) of the absorbance peaks is 1.0 or more.
  • the peak-to-trough ratio (peak/trough) is 1.0 or more, it may be considered that the material has sufficient infrared absorption characteristics.
  • the upper limit of the peak-to-trough ratio (peak/trough) is not particularly limited, and may be, for example, 10.0 or less.
  • quantum dots with a molar ratio of Ag:Te of 2.5 exhibit an absorbance peak above 1400 nm, with a peak-to-trough ratio (peak/trough) of 1.0. It was super. The absorbance peak was red-shifted by decreasing the Ag:Te molar ratio (Ag/Te) to 2.1.
  • Table 1 shows the absorbance peak wavelength ( ⁇ max), half-width at half maximum (HWHM), and peak-to-trough ratio (peak/trough ratio) of quantum dot populations formed with different Ag:Te molar ratios (Ag/Te). ) (The molar ratio of Ag:Te is an actual value measured by ICP analysis).
  • the infrared absorbing quantum dots additionally or alternatively include another chalcogen.
  • FIG. 4 shows another example of infrared absorbing quantum dots 108 that further include selenium (Se). Similar to infrared absorbing quantum dots 100 of FIG. 1, infrared absorbing quantum dots 108 of FIG. 4 are formed in a two-step seed growth process in which QD seeds 102 serve as the basis for growing infrared absorbing quantum dots 108. An additional amount of chalcogen precursor 106 (eg, TOPTe) of FIG. 1 is added along with selenium precursor 110 to the reaction mixture containing silver precursor 104 and QD seeds 102. Selenium precursor 110 can include any suitable material.
  • An example of a suitable selenium precursor 110 includes, but is not limited to, diphenylphosphine selenide (DPPSe).
  • DPPSe diphenylphosphine selenide
  • the resulting infrared absorbing quantum dots 108 have a core containing Ag and Te (for example, in the form of Ag-Te based QD seeds 102) and a shell 112 containing Ag, Te, and Se (for example, Ag- Se--Te based shell form).
  • Infrared absorbing quantum dots 108 are grown in the reaction mixture for up to 1 hour.
  • infrared absorbing quantum dots 108 can be grown for 40 minutes.
  • infrared absorbing quantum dots 108 are grown for more than one hour.
  • infrared absorbing quantum dots 108 are grown at temperatures ranging from 80°C to 200°C.
  • infrared absorbing quantum dots 108 are grown at temperatures ranging from 120°C to 180°C.
  • infrared absorbing quantum dots 108 are grown at temperatures ranging from 140°C to 160°C.
  • the infrared absorbing quantum dots 108 By growing the infrared absorbing quantum dots 108 from the QD seeds 102, the infrared absorbing quantum dots 108 have a distinct absorbance peak in the range of 1400 nm to 1800 nm (e.g., peak to valley ratio (peak/valley) ⁇ 1.0). ). The larger the value of the peak-to-trough ratio (peak/trough), the more infrared rays are absorbed. If the peak-to-trough ratio (peak/trough) is 1.0 or more, it may be considered that the material has sufficient infrared absorption characteristics. From these viewpoints, the upper limit of the peak-to-trough ratio (peak/trough) is not particularly limited, and may be, for example, 10.0 or less.
  • FIG. 5 shows a TEM image of Ag-Se-Te based infrared absorbing quantum dots prepared as described herein.
  • Selenium precursor 110 is added to achieve a suitable Se:Te molar ratio (Se/Te).
  • infrared absorbing quantum dots 108 are prepared with a Se:Te molar ratio (Se/Te) of 0.20 or less and greater than 0.00.
  • the Se:Te molar ratio (Se/Te) ranges from 0.01 to 0.20.
  • the Se:Te molar ratio (Se/Te) ranges from 0.05 to 0.15.
  • the Se:Te molar ratio (Se/Te) ranges from 0.077 to 0.135.
  • FIG. 6 shows plots of absorbance spectra for multiple populations of quantum dots formed with different Se:Te molar ratios (Se/Te).
  • the absorbance peak values are also listed in Table 2. In the absence of Se, an absorbance peak centered at 1522 nm was obtained. When Se was added so that the molar ratio of Se:Te (Se/Te) was 0.077, the absorbance peak was blue-shifted to 1481 nm.
  • Se doping can be used to tune the absorbance of infrared absorbing quantum dots.
  • Introducing S in addition to or as a replacement for Se can result in the absorbance being more blue-shifted relative to the Ag-Te-Se system.
  • the absorbance can be further blue-shifted toward 1200 nm by increasing the Se:Te molar ratio (Se/Te) above 0.20. It will also be appreciated that infrared absorbing quantum dots can be prepared using Te-free Ag-Se based shells.
  • the shell can include ZnS, ZnSe, and/or other suitable materials with suitably low environmental and health concerns.
  • Table 2 shows the ⁇ max, HWHM, and peak-to-valley ratio (peak/valley) of quantum dot populations formed using different Se:Te molar ratios (Se/Te).
  • FIG. 7 shows an XRF spectrum obtained for a sample of infrared absorbing quantum dots 108.
  • a sample with a Se:Te molar ratio (Se/Te) of 0.135 was prepared in tetrachloroethylene (TCE) solvent. This confirms the incorporation of Se into the infrared absorbing quantum dots 108.
  • Table 3 shows actual values of the Se:Te molar ratio (Se/Te) measured by XRF analysis and the theoretical molar ratio.
  • the prepared infrared absorbing quantum dots can be dispersed in a non-polar solvent.
  • infrared absorbing quantum dots 100, 108 can be purified from the reaction mixture and redispersed in a non-polar solvent.
  • a non-polar solvent includes, but is not limited to, tetrachlorethylene (TCE).
  • infrared absorbing quantum dots can be dispersed in a polar solvent.
  • a ligand exchange reaction can be performed to provide the infrared absorbing quantum dots with a ligand that allows the quantum dots to be dispersed in a polar solvent.
  • Polar solvents can include any suitable solvent.
  • the solvent can have a viscosity and surface tension suitable for inkjet printing. In this way, infrared-absorbing quantum dots can be used to quickly and cost-effectively manufacture IR-absorbing devices such as IR detector pixels.
  • FIG. 8 a flow chart illustrating an exemplary method 800 for manufacturing infrared absorbing quantum dots is shown.
  • method 800 is provided with reference to the components described above and illustrated in FIGS. 1-7, and the method steps in method 800 are provided with reference to the corresponding portions of FIGS. 1-7 below. explained. It will be appreciated that method 800 may also be implemented in other contexts using other suitable hardware and software components.
  • method 800 is provided by way of example and is not meant to be limiting. Various steps of method 800 may be omitted or performed in a different order than described, and method 800 may include additional steps and steps relative to those shown in FIG. 8 without departing from the scope of this disclosure. It should be appreciated that/or alternative steps may be included.
  • the method 800 includes, at 802, nucleating QD seeds that include Ag and Te.
  • the QD seeds 102 of FIG. 1 are nucleated using a silver precursor 104 and a Te-containing chalcogen precursor 106 to form an Ag-Te based QD seed.
  • QD seeds 102 are used as a basis for growing infrared absorbing quantum dots 100 of FIG. 1 and infrared absorbing quantum dots 108 of FIG. 4.
  • method 800 includes providing excess Ag at 804.
  • QD seeds 102 can be nucleated in the presence of excess Ag.
  • Providing excess Ag allows fine control of the size and dispersion of the QD seeds, as well as the stoichiometric ratio of Ag and Te in the QD seeds.
  • the method 800 includes adding a chalcogen precursor at 806 to grow QD seeds, thereby forming infrared absorbing quantum dots having absorbance peaks in the range of 1400 nm to 1800 nm.
  • the peak-to-trough ratio (peak/trough) of the absorbance peak of the infrared absorbing quantum dot is 1.0 or more, and the chalcogen precursor contains Te.
  • infrared absorbing quantum dots 100 of FIG. 1 are produced by adding an additional amount of chalcogen precursor 106 to a reaction mixture containing QD seeds 102.
  • an absorbance peak is obtained in the range of 1400 nm to 1800 nm, and the peak-to-trough ratio (peak/trough) of the absorbance peak is 1.0 or more.
  • adding a chalcogen precursor further includes adding Se.
  • infrared absorbing quantum dots 108 in FIG. 4 are formed by adding Se precursor 110 to a reaction mixture containing QD seeds 102. This results in the incorporation of Se into the infrared absorbing quantum dots 108, as shown by XRF in FIG.
  • method 800 includes forming quantum dots at 810 with a Se:Te molar ratio (Se/Te) of 0.20 or less and greater than 0.00.
  • Se doping can be used to tune the absorbance of infrared absorbing quantum dots.
  • a Se:Te molar ratio (Se/Te) of 0.20 or less an absorbance peak in the range of 1400 nm to 1800 nm is obtained with a peak-to-valley ratio (peak/valley) ⁇ 1.0. The larger the value of the peak-to-trough ratio (peak/trough), the more infrared rays are absorbed.
  • the peak-to-trough ratio (peak/trough) is 1.0 or more, it may be considered that the material has sufficient infrared absorption characteristics. From these viewpoints, the upper limit of the peak-to-trough ratio (peak/trough) is not particularly limited, and may be, for example, 10.0 or less.
  • method 800 includes forming quantum dots at 812 with an Ag:Te molar ratio (Ag/Te) ranging from 2.1 to 2.7.
  • the Ag:Te molar ratio (Ag/Te) can be used to tune the absorbance of the infrared absorbing quantum dots.
  • a molar ratio of Ag:Te (Ag/Te) in the range of 2.1 to 2.7 absorbance peaks in the range of 1400 nm to 1800 nm are obtained, with a peak-to-trough ratio (peak/trough) ⁇ 1 .0.
  • forming the quantum dot at 814 includes forming a core that includes Ag and Te and forming a shell that includes Ag, Te, and Se.
  • forming the infrared absorbing quantum dots 108 of FIG. 4 includes forming a core including Ag and Te and forming a shell including Ag, Te, and Se.
  • forming the core includes forming an Ag-Te based core and forming the shell includes forming an Ag-Se-Te based shell, as shown at 816.
  • the infrared absorbing quantum dot 108 includes a core in the form of an Ag--Te system and a shell in the form of an Ag-Se-Te system. As mentioned above, this results in an absorbance peak in the range 1400 nm to 1800 nm.
  • Infrared absorbing quantum dots contain absorbance peaks in the range of 1400 nm to 1800 nm. This allows the infrared absorbing quantum dots to detect IR light in the range 1400 nm to 1800 nm (eg, light emitted by a 1450 nm laser) with a high signal-to-noise ratio.
  • the peak-to-trough ratio (peak/trough) of the absorbance peak is 1.0 or more. This also increases the signal-to-noise ratio compared to the use of materials with smaller peak-to-valley ratios (peak/valley).
  • the infrared absorbing quantum dots include silver and tellurium, and optionally selenium. In this way, the infrared absorbing quantum dots may be substantially free of heavy metal elements.
  • infrared absorbing quantum dots comprising silver and tellurium
  • the infrared absorbing quantum dots include absorbance peaks in the range 1400 nm to 1800 nm, and the peak to valley ratio (peak/trough) of the absorbance peaks is 1. .0 or more.
  • the infrared absorbing quantum dots are substantially free of heavy metal elements.
  • the infrared absorbing quantum dots alternatively or additionally have an Ag:Te molar ratio (Ag/Te) in the range of 2.1 to 2.7.
  • the infrared absorbing quantum dots alternatively or additionally further include selenium.
  • the infrared absorbing quantum dots alternatively or additionally include a Se:Te molar ratio (Se/Te) of 0.20 or less and greater than 0.00. .
  • infrared absorbing quantum dots according to embodiments of the invention alternatively or additionally include a core comprising Ag and Te and a shell comprising Ag, Te, and Se.
  • the core alternatively or additionally includes an Ag-Te based morphology and the shell alternatively or additionally includes an Ag-Se-Te based morphology.
  • the infrared absorbing quantum dots alternatively or additionally further include a core comprising Ag and Te and a shell comprising Ag and Se.
  • the infrared absorbing quantum dots can alternatively or additionally be dispersed in a non-polar solvent. In some such examples, the infrared absorbing quantum dots alternatively or additionally further include a ligand that enables the quantum dots to be dispersed in a polar solvent.
  • Another example provides a method of making infrared absorbing quantum dots, which includes nucleating QD seeds containing Ag and Te and adding a chalcogen precursor to grow the QD seeds, thereby forming infrared absorbing quantum dots having absorbance peaks in the range of 1400 nm to 1800 nm.
  • the peak-to-trough ratio (peak/trough) of the absorbance peak is 1.0 or more
  • the chalcogen precursor contains Te.
  • adding the chalcogen precursor further includes adding Se.
  • the method alternatively or additionally forms infrared absorbing quantum dots having a Se:Te molar ratio (Se/Te) of 0.20 or less and greater than 0.00. It further includes that.
  • the method alternatively or additionally includes providing excess Ag.
  • the method alternatively or additionally includes forming infrared absorbing quantum dots having a molar ratio of Ag:Te (Ag/Te) in the range of 2.1 to 2.7. including.
  • forming an infrared absorbing quantum dot may alternatively or additionally include forming a core comprising Ag and Te and forming a shell comprising Ag, Te, and Se. Including things.
  • forming the core alternatively or additionally includes forming an Ag-Te based core and forming the shell forming an Ag-Se-Te based shell. Including.
  • an infrared absorbing quantum dot comprising a core comprising Ag and Te and a shell comprising Ag, Te, and Se, the infrared absorbing quantum dot comprising an absorbance peak in the range 1400 nm to 1800 nm, and an absorbance peak
  • the peak to valley ratio (peak/trough) is 1.0 or more.
  • the Ag:Te molar ratio (Ag/Te) ranges from 2.1 to 2.7.
  • the molar ratio of Se:Te (Se/Te) is less than or equal to 0.20 and greater than 0.00.
  • An infrared absorbing quantum dot and a method for manufacturing an infrared absorbing quantum dot according to an embodiment of the present invention includes the following configuration.
  • An infrared absorbing quantum dot containing silver (Ag) and tellurium (Te) The infrared absorbing quantum dots include an absorbance peak in the range of 1400 nm to 1800 nm, The peak-to-trough ratio (peak/trough) of the absorbance peak is 1.0 or more, Infrared absorbing quantum dots.
  • the infrared absorbing quantum dots do not substantially contain heavy metal elements; The infrared absorbing quantum dot according to (1) above.
  • the molar ratio of Ag:Te (Ag/Te) is in the range of 2.1 to 2.7.
  • the infrared absorbing quantum dots are dispersible in a nonpolar solvent; The infrared absorbing quantum dot according to any one of (1) to (7) above. (9) further comprising a ligand that enables the infrared absorbing quantum dots to be dispersed in a polar solvent; The infrared absorbing quantum dot according to any one of (1) to (7) above.
  • a method for producing infrared absorbing quantum dots comprising: forming a quantum dot seed core containing silver (Ag) and tellurium (Te); adding a chalcogen precursor to grow quantum dot seeds, thereby forming infrared absorbing quantum dots with absorbance peaks in the range of 1400 nm to 1800 nm; including; The peak to valley ratio (peak/trough) of the absorbance peak is 1.0 or more,
  • the chalcogen precursor includes tellurium (Te).
  • a method for producing infrared absorbing quantum dots comprising: forming a quantum dot seed core containing silver (Ag) and tellurium (Te); adding a chalcogen precursor to grow quantum dot seeds, thereby forming infrared absorbing quantum dots with absorbance peaks in the range of 1400 nm to 1800 nm; including; The peak to valley ratio (peak/trough) of the absorbance peak is 1.0 or more,
  • the chalcogen precursor includes tellurium (Te).
  • (12) further comprising forming the infrared absorbing quantum dots so that the molar ratio of Se:Te (Se/Te) is 0.20 or less and greater than 0.00;
  • (13) further comprising providing excess Ag;
  • (14) Further comprising forming the infrared absorbing quantum dots so that the molar ratio of Ag:Te (Ag/Te) is in the range of 2.1 to 2.7.
  • An infrared absorbing quantum dot comprising a core containing silver (Ag) and tellurium (Te) and a shell containing silver (Ag), tellurium (Te) and selenium (Se),
  • the infrared absorbing quantum dots include an absorbance peak in the range of 1400 nm to 1800 nm, The peak-to-trough ratio (peak/trough) of the absorbance peak is 1.0 or more; Infrared absorbing quantum dots.
  • the molar ratio of Ag:Te is in the range of 2.1 to 2.7.
  • the molar ratio of Se:Te (Se/Te) is 0.20 or less and more than 0.00, The infrared absorbing quantum dot according to (16) or (17) above.
  • Table 5 summarizes the composition and optical properties ( ⁇ max, HWHM, peak/valley) of each quantum dot population.
  • Infrared absorbing quantum dots of Example 1 were prepared using the Ag-Te-based QD seeds synthesized as described above. The growth of infrared absorbing quantum dots proceeded for an additional 40 minutes with the addition of TOPTe at 150° C. to adjust the Ag:Te molar ratio (Ag/Te). Infrared absorbing quantum dots were purified using acetone as an antisolvent and precipitated by centrifugation. The infrared absorbing quantum dots were then collected, redispersed in TCE, and centrifuged again to remove undissolved particles. The infrared absorbing quantum dots were then analyzed using an ultraviolet-visible-near-infrared (UV-Vis-NIR) spectrophotometer.
  • UV-Vis-NIR ultraviolet-visible-near-infrared
  • infrared absorbing quantum dots were obtained infrared absorbing quantum dots. Elemental analysis was performed as follows. First, 0.05 g to 0.2 g of infrared absorbing quantum dots in an organic solvent were mixed with 10 mL of concentrated nitric acid and held at 200° C. for 15 minutes. Thereafter, the infrared absorbing quantum dots were decomposed using a microwave decomposer (CEM Mars6), and the sample was diluted to 50 mL with deionized water to obtain a sample for elemental analysis. Further runs were performed using ICP-OES (Agilent 5800) using an external calibration curve with commercially available certified elemental standards. At this time, internal standards were used in the calibration standards and samples to correct for instrument drift.
  • Example 1 infrared absorbing quantum dots having a molar ratio of Ag:Te (Ag/Te) of 2.4 were prepared. These resulted in absorbance peaks with peak-to-valley ratios (peak/valley) greater than 1.0 at wavelengths longer than 1500 nm. In Example 3, the absorbance peak was red-shifted to 1726 nm by reducing the Ag:Te molar ratio (Ag/Te) to 2.1.
  • Example 4 [Example 5] The infrared absorbing quantum dots of Examples 4 and 5 were prepared using the Ag-Te-based QD seeds synthesized in Example 1. Specifically, a mixture of TOPTe and DPPSe was injected into a mixture of Ag-Te based QD seeds at 150°C. The mixture of TOPTe and DPPSe was made such that the Se:Te molar ratio (Se/Te) was 0.077 in Example 4, and the Se:Te (Se/Te) molar ratio (Se/Te) in Example 5. /Te) was set to 0.135.
  • Comparative example 1 Ag--Te based quantum dots with a Ag:Te molar ratio (Ag/Te) of 3.4 were prepared.
  • the quantum dots of Comparative Example 1 had an absorbance peak at 1149 nm similar to the above-mentioned Ag-Te-based QD seeds, and the peak-to-trough ratio (peak/trough) was 1.6.
  • Comparative example 2 In Comparative Example 2, the molar ratio of Ag:Te (Ag/Te) was reduced to 3.2. As a result, an absorbance peak located at 1156 nm similar to Comparative Example 1 was obtained, but the peak-to-trough ratio (peak/trough) was smaller than 1.3.
  • Comparative example 3 In Comparative Example 3, the molar ratio of Ag:Te (Ag/Te) was reduced to 3.1. In this case no discernible absorbance peak was observed.
  • Comparative example 4 Ag-Se based quantum dots were prepared as described above using DPPSe instead of TOPTe. The obtained Ag-Se based quantum dots had an absorbance peak at 960 nm.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

本発明の実施形態に係る赤外線吸収量子ドットは、銀（Ａｇ）とテルル（Ｔｅ）とを含む赤外線吸収量子ドットであって、前記赤外線吸収量子ドットは１４００ｎｍ～１８００ｎｍの範囲の吸光度ピークを含み、前記吸光度ピークのピークと谷の比（ピーク／谷）は１．０以上である。

Description

赤外線吸収量子ドットおよび赤外線吸収量子ドットの製造方法
　本発明は赤外線吸収量子ドットおよび赤外線吸収量子ドットの製造方法に関する。
　本出願は、２０２２年７月２９日出願の米国仮出願第６３／３６９，８０４号に基づく優先権を主張する出願であり、前記米国仮出願の内容は参照することにより本明細書に組み込まれる。
　光起電デバイス、電気通信デバイス、センサデバイス、ならびに生体内バイオイメージング材料などの多くの光電子デバイスは、電磁スペクトルの赤外（ＩＲ）領域の光を吸収する材料を使用する。場合によっては、１４００ｎｍを超える範囲の吸光度ピークを有する材料を利用することが有利であり得る。これは、デバイスによって吸収される光の信号対雑音比を増加させ得る。例えば、この領域はＩＲ光源（例えば、１４５０ｎｍレーザ）の発光ピークと重なる。
Zhen-Ya Liu, et al., "Breaking through the Size Control Dilemma of Silver Chalcogenide Quantum Dots via Trialkylphosphine-Induced Ripening: Leading to Ag2Te Emitting from 950 to 2100 nm" Journal of the American Chemical Society, vol. 143, issue 32, 2021, pp12867-12877 Jianying Ouyang, et al., "Ag2Te Colloidal Quantum Dots for Near-Infrared-II Photodetectors" ACS Applied Nano Materials, vol. 4, issue 12, 2021, pp13587-13601
　場合によっては、ヒ化ガリウムなどの単結晶半導体がＩＲ吸収材料として利用される。しかしながら、単結晶半導体を使用していくつかのデバイスを製造することは困難であり得る。例えば、ＩＲカメラのための検出器はピクセルのアレイを含むことができ、ピクセルの各々は、シリコンバックプレーン上に配置された単結晶半導体を含む。しかしながら、単結晶半導体を画素に対応する部分に切断し、各部分をアレイのバックプレーン上に配置することは、技術的に困難であり、コストがかかり、時間がかかる場合がある。さらに、１４００ｎｍを超える範囲の光を選択的に吸収するシリコンベースの検出器を製造することは困難であり得る。
　他の例では、量子ドット（ＱＤ）を使用して、ＩＲ光を吸収することができる。例えば、鉛系ＱＤ、カドミウム系ＱＤ、および水銀系ＱＤは、１４００ｎｍ～１５００ｎｍの範囲で強く吸収することができる。しかしながら、重金属をベースとするＱＤは、生物学的用途および医学的用途での使用が困難であり得る。重金属はまた、廃棄時に環境上の危険をもたらす可能性がある。
　上述のように、鉛、カドミウム、および水銀などの重金属に基づく量子ドット（以下、「ＱＤ」とも記す。）は、１４００ｎｍを超える範囲で強く吸収し得る。しかしながら、重金属ベースのＱＤは、環境および健康上の危険をもたらす可能性がある。従来の銀カルコゲナイド（例えば、Ａｇ２Ｓ、Ａｇ２Ｓｅ、およびＡｇ２Ｔｅ）ＱＤは、重金属系ＱＤのより毒性の低い代替物として使用され得る。しかしながら、銀カルコゲナイドＱＤは重金属系ＱＤ（例えば、ＰｂＳ）よりも短い吸収ピーク波長（例えば、１４００ｎｍ未満）、より大きい吸収ピークの半値半幅（ＨＷＨＭ）、および／またはより小さいピークと谷の比（例えば、１．０未満）を有し得る。これは、重金属ベースのＱＤの使用と比較して、標的波長（例えば、１４００ｎｍ～１８００ｎｍの範囲）での吸収不良および／またはより小さいもしくは検出不可能な信号対雑音比をもたらし得る。
　そこで本発明は、１４００ｎｍ以上の赤外光を吸収可能であって、かつ重金属を実質的に含まない量子ドットを提供することを目的とする。
　本発明の実施形態に係る赤外線吸収量子ドットは、
　銀（Ａｇ）とテルル（Ｔｅ）とを含む赤外線吸収量子ドットであって、
　前記赤外線吸収量子ドットは１４００ｎｍ～１８００ｎｍの範囲の吸光度ピークを含み、
　前記吸光度ピークのピークと谷の比（ピーク／谷）は１．０以上である。
　本発明の実施形態に係る赤外線吸収量子ドットの製造方法は、
　上記の本発明の実施形態に係る赤外線吸収量子ドットを製造するための方法であって、
　銀（Ａｇ）およびテルル（Ｔｅ）を含む量子ドットシードのコアを形成する工程と、
　カルコゲン前駆体を添加して、量子ドットシードを成長させ、それによって、１４００ｎｍ～１８００ｎｍの範囲の吸光度ピークを有する赤外線吸収量子ドットを形成する工程と、
を含み、
　前記吸光度ピークのピークと谷の比（ピーク／谷）は１．０以上であり、
　前記カルコゲン前駆体はテルル（Ｔｅ）を含む。
　本発明の別の実施形態に係る赤外線吸収量子ドットは、
　銀（Ａｇ）およびテルル（Ｔｅ）を含むコアと、銀（Ａｇ）、テルル（Ｔｅ）およびセレン（Ｓｅ）を含むシェルと、を含む赤外線吸収量子ドットであって、
　前記赤外線吸収量子ドットは１４００ｎｍ～１８００ｎｍの範囲の吸光度ピークを含み、
　前記吸光度ピークのピークと谷の比（ピーク／谷）が１．０以上である。
　本発明の実施形態によれば、１４００ｎｍ以上の赤外光を吸収可能であって、かつ重金属を実質的に含まない量子ドットを提供することができる。
図１は、本開示の例示的な実施形態による、銀およびテルルを含む赤外線吸収量子ドットの例を示す。 図２は、本開示の例示的な実施形態による、銀およびテルルを含む複数の赤外線吸収量子ドットの透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）画像を示す。 図３は、本開示の例示的な実施形態による、異なる銀‐テルル化物のモル比となるようにして形成された複数の赤外線吸収量子ドットの集団についての吸光度スペクトルのプロットを示す。 図４は、本開示の別の例示的な実施形態による、銀、テルル、およびセレンを含む赤外線吸収量子ドットの例を示す。 図５は、本開示の例示的な実施形態による、銀、テルル、およびセレンを含む複数の赤外線吸収量子ドットのＴＥＭ画像を示す。 図６は、例えばＳｅ－Ｔｅ系シェルを含む赤外線吸収量子ドットの集団についての吸光度スペクトルのプロットを示す。 図７は、本開示の例示的な実施形態による赤外線吸収量子ドットのサンプルのためのＸ線蛍光スペクトルを示す。 図８は、本開示の例示的な実施形態による赤外線吸収量子ドットを調製するための例示的な方法のフローチャートを示す。
　本明細書では、銀（Ａｇ）およびテルル（Ｔｅ）を含む赤外線（ＩＲ）吸収量子ドットおよびその製造方法に関する例が開示される。赤外線吸収量子ドットは１４００ｎｍ～１８００ｎｍの範囲の吸光度ピークを含み、吸光度ピークのピークと谷の比（ピーク／谷）は１．０以上である。有利には、赤外線吸収量子ドットが重金属元素を実質的に含まない。「重金属元素を実質的に含まない」という用語は一般に、量子ドットを作製するために使用される反応物中に存在する潜在的な微量不純物以外の重金属元素を有さない量子ドットを指し得る。
　この概要は、発明を実施するための形態においてさらに説明される概念の選択を簡略化された形で導入するために提供される。発明の概要は、特許請求される主題の主要な特徴または本質的な特徴を特定することを意図するものではなく、特許請求される主題の範囲を限定するために使用されることも意図するものでもない。
　図１は、赤外線吸収量子ドット１００の一例を示す。図１に例として示すように、赤外線吸収量子ドット１００はＱＤシード１０２が銀前駆体１０４およびカルコゲン前駆体１０６を使用してコア（核）形成させる工程と、その後、追加のカルコゲン前駆体１０６を加えてＱＤシードを成長させる工程の２ステップ（例えば、シード成長）工程で形成される。
　ＱＤシード１０２は、銀およびテルルを含む。例えば、ＱＤシード１０２は、Ａｇ－Ｔｅ系の形態をとり得る。いくつかの例では、ＱＤシードがホットインジェクション法を使用して核形成される。ホットインジェクション法では、カルコゲン前駆体１０６が銀前駆体１０４の高温（例えば、１５０℃）溶液に迅速に添加される。銀前駆体１０４およびカルコゲン前駆体１０６は、任意の適切な材料を含むことができる。適切なカルコゲン前駆体１０６の一例としては、トリオクチルホスフィンテルリド（ＴＯＰＴｅ）が挙げられる。好適な銀前駆体１０４の一例としては、酢酸銀が挙げられる。反応には、任意の適切な溶媒を使用することができる。いくつかの例では、酢酸銀がオクタンチオールに溶解されてもよい。
　いくつかの例では、カルコゲン前駆体１０６が過剰な銀を含む溶液に添加される。これは、カルコゲン前駆体１０６の量が得られるＱＤシードのサイズおよび分散、ならびに溶液中の銀およびテルルの化学量論比を制御することを可能にする。Ａｇ：Ｔｅのモル比（Ａｇ／Ｔｅ）は、図３を参照して以下でより詳細に説明される。
　いくつかの例では、ＱＤシード１０２が反応混合物中で１時間まで成長させる。例えば、ＱＤシード１０２を４０分間成長させることができる。他の例では、ＱＤシード１０２が１時間を超えて成長される。いくつかの例では、ＱＤシード１０２が８０℃～２００℃の範囲の温度で成長される。他の例では、ＱＤシード１０２が１２０℃～１８０℃の範囲の温度で成長される。さらに他の例では、ＱＤシード１０２が１４０℃～１６０℃の範囲の温度で成長される。より長い反応時間では、吸光度ピークはより長い波長にシフトし、また、ピークと谷の比（ピーク／谷）を小さくすることもできる。理論に拘束されることを望むものではないが、これは異なる時間および／または速度で生じる粒子成長に起因し得、より広い範囲の粒子サイズおよび対応するより広い吸光度ピークをもたらす。これは、追加的または代替的に、赤外線吸収量子ドットの周りのリガンド被覆の損失によるものであり得る。
　ＱＤシード１０２は、赤外線吸収量子ドット１００を成長させるための基礎として使用される。再び図１を参照すると、追加のカルコゲン前駆体１０６が、ＱＤシード１０２を含有する反応混合物に添加される。いくつかの例では、カルコゲン前駆体１０６が添加される前にＱＤシード１０２の成長がクエンチされる。例えば、ＱＤシード１０２を含む反応混合物は成長温度（例えば、１５０℃で４０分）で反応させた後、周囲温度（例えば、２５℃）に冷却することができる。クエンチング（焼入れ）は、ＱＤシード１０２の不均一な成長および凝集を防ぐことができる。他の例では、カルコゲン前駆体１０６がＱＤシード１０２の成長を急冷することなく、反応混合物に添加される。例えば、ＱＤシード１０２から赤外線吸収量子ドット１００を成長させるために使用される追加のカルコゲン前駆体がＱＤシード１０２を形成するために使用されるカルコゲン前駆体と実質的に同じであるとき、クエンチングは省略され得る。
　上記で紹介したように、いくつかの例では、ＱＤシード１０２を含有する反応混合物に追加量のカルコゲン前駆体１０６を添加することによって赤外線吸収量子ドット１００が形成される。いくつかの例では、追加のＴＯＰＴｅがＱＤシード１０２を含有する反応混合物に添加される。いくつかの例では、反応混合物をさらに１時間まで加熱する。例えば、反応混合物を４０分間加熱して、ＱＤシード１０２から赤外線吸収量子ドット１００を成長させることができる。他の例では、反応混合物を１時間より長く加熱する。
　いくつかの例では、赤外線吸収量子ドット１００が８０℃～２００℃の範囲の温度で成長される。他の例では、赤外線吸収量子ドット１００が１２０℃～１８０℃の範囲の温度で成長される。さらに他の例では、赤外線吸収量子ドット１００は１４０℃～１６０℃の範囲の温度で成長される。ＱＤシード１０２から赤外線吸収量子ドット１００を成長させることにより、赤外線吸収量子ドット１００を、１４００ｎｍ～１８００ｎｍの範囲の別個の吸光度ピーク（例えば、ピークと谷の比（ピーク／谷）≧１．０を有する）で形成することが可能になり、これは、単一ステッププロセスを介して達成することが困難である。図２は、本明細書に記載されるように調製されたＡｇ－Ｔｅ系赤外線吸収量子ドットの透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）画像を示す。
　追加量のカルコゲン前駆体１０６を添加して、赤外線吸収量子ドット１００中のＡｇ：Ｔｅの適切なモル比（Ａｇ／Ｔｅ）を達成する。いくつかの例では、赤外線吸収量子ドット１００が２～６の範囲のＡｇ：Ｔｅのモル比（Ａｇ／Ｔｅ）を含む。他の例では、赤外線吸収量子ドット１００が２．１～５．８の範囲のＡｇ：Ｔｅのモル比（Ａｇ／Ｔｅ）を含む。さらに他の例では、赤外線吸収量子ドット１００が２．１～２．７の範囲のＡｇ：Ｔｅのモル比（Ａｇ／Ｔｅ）を含む。ここで、Ａｇ：Ｔｅのモル比（Ａｇ／Ｔｅ）はＩＣＰ発光分析により算出できる。
　図３は、異なるＡｇ：Ｔｅのモル比（Ａｇ／Ｔｅ）を用いて形成された複数の量子ドット集団についての吸光度スペクトルのプロットを示す。吸光度ピークの値も表１に記載する。図３および表１に示すように、３．４のＡｇ：Ｔｅのモル比を有する量子ドット集団は約１１５０ｎｍを中心とする明確な吸光度ピークを有し、ピークと谷の比（ピーク／谷）は１．６であった。本明細書に記載されるピークと谷の比（ピーク／谷）は、吸光度ピークにおける最大吸光度値と、吸光度ピークに隣接する最小吸光度値との比を指す。吸光度ピークが２つの谷に隣接する場合、ピークと谷の比（ピーク／谷）は、２つの谷のより大きい吸光度値を使用して計算される。Ａｇ：Ｔｅのモル比が３．２、３．１、２．５、および２．１となるようにした量子ドットも調製した。Ａｇ：Ｔｅ比（Ａｇ／Ｔｅ）が３．２の量子ドットは、Ａｇ：Ｔｅのモル比（Ａｇ／Ｔｅ）が３．４の量子ドットよりも１１００ｎｍ～１２００ｎｍの範囲で広い吸光度ピークを示した。Ａｇ：Ｔｅのモル比（Ａｇ／Ｔｅ）が３．１、２．５、および２．１の量子ドットは、１１００ｎｍ～１２００ｎｍの範囲で明確な吸光度ピークを示さなかった。
　いくつかの例では赤外線吸収量子ドット１００が１４００ｎｍ～１８００ｎｍの範囲の吸光度ピークを有し、吸光度ピークのピークと谷の比（ピーク／谷）は１．０以上である。ピークと谷の比（ピーク／谷）は値が大きいほどより赤外線を吸収することを示す。ピークと谷の比（ピーク／谷）は１．０以上であれば十分に赤外線吸収特性を有していると考えてよい。これらの観点からピークと谷の比（ピーク／谷）の上限は特に限定されるものではなく、例えば、１０．０以下でよい。例えば、図３および表１に示されるように、Ａｇ：Ｔｅを２．５のモル比で有する量子ドットは１４００ｎｍ超で吸光度ピークを示し、ピークと谷の比（ピーク／谷）は１．０超であった。吸光度ピークは、Ａｇ：Ｔｅのモル比（Ａｇ／Ｔｅ）を２．１に減少させることによってレッドシフトした。
　表１に、異なるＡｇ：Ｔｅのモル比（Ａｇ／Ｔｅ）となるように形成された量子ドット集団の吸光度ピーク波長（λｍａｘ）、半値半幅（ＨＷＨＭ）、およびピークと谷の比（ピーク／谷）を示す（Ａｇ：Ｔｅのモル比はＩＣＰ分析による実測値である）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　いくつかの例では、赤外線吸収量子ドットが追加的にまたは代替的に、別のカルコゲンを含む。例えば、図４は、セレン（Ｓｅ）をさらに含む赤外線吸収量子ドット１０８の別の例を示す。図１の赤外線吸収量子ドット１００と同様に、図４の赤外線吸収量子ドット１０８は、ＱＤシード１０２が赤外線吸収量子ドット１０８を成長させるための基礎として機能する２ステップシード成長プロセスで形成される。図１のカルコゲン前駆体１０６（例えば、ＴＯＰＴｅ）の追加量を、セレン前駆体１１０と共に、銀前駆体１０４およびＱＤシード１０２を含有する反応混合物に添加する。セレン前駆体１１０は、任意の適切な材料を含むことができる。好適なセレン前駆体１１０の一例としてはジフェニルホスフィンセレニド（ＤＰＰＳｅ）が挙げられるが、これに限定されない。このようにして、得られる赤外線吸収量子ドット１０８は、ＡｇおよびＴｅを含むコア（例えば、Ａｇ－Ｔｅ系ＱＤシード１０２の形態）と、Ａｇ、Ｔｅ、およびＳｅを含むシェル１１２（例えば、Ａｇ－Ｓｅ－Ｔｅ系シェルの形態）とを含む。
　赤外線吸収量子ドット１０８を、反応混合物中で１時間まで成長させる。例えば、赤外線吸収量子ドット１０８を４０分間成長させることができる。他の例では、赤外線吸収量子ドット１０８が１時間を超えて成長される。いくつかの例では、赤外線吸収量子ドット１０８が８０℃～２００℃の範囲の温度で成長される。他の例では、赤外線吸収量子ドット１０８が１２０℃～１８０℃の範囲の温度で成長される。さらに他の例では、赤外線吸収量子ドット１０８が１４０℃～１６０℃の範囲の温度で成長される。ＱＤシード１０２から赤外線吸収量子ドット１０８を成長させることにより、赤外線吸収量子ドット１０８を、１４００ｎｍ～１８００ｎｍの範囲の明確な吸光度ピーク（例えば、ピークと谷の比（ピーク／谷）≧１．０を有する）で形成することが可能になる。ピークと谷の比（ピーク／谷）は値が大きいほどより赤外線を吸収することを示す。ピークと谷の比（ピーク／谷）は１．０以上であれば十分に赤外線吸収特性を有していると考えてよい。これらの観点からピークと谷の比（ピーク／谷）の上限は特に限定されるものではなく、例えば、１０．０以下でよい。図５は、本明細書に記載されるように調製されたＡｇ－Ｓｅ－Ｔｅ系赤外線吸収量子ドットのＴＥＭ画像を示す。
　セレン前駆体１１０は、適切なＳｅ：Ｔｅのモル比（Ｓｅ／Ｔｅ）を達成するために添加される。いくつかの例では、赤外線吸収量子ドット１０８が０．２０以下、かつ０．００超のＳｅ：Ｔｅのモル比（Ｓｅ／Ｔｅ）で調製される。ある実施例ではＳｅ：Ｔｅのモル比（Ｓｅ／Ｔｅ）は０．０１～０．２０の範囲である。他の実施例では、Ｓｅ：Ｔｅのモル比（Ｓｅ／Ｔｅ）が０．０５～０．１５の範囲である。さらに他の実施例では、Ｓｅ：Ｔｅのモル比（Ｓｅ／Ｔｅ）が０．０７７～０．１３５の範囲である。一例として、Ｓｅ：Ｔｅのモル比（Ｓｅ／Ｔｅ）が０．０７７と０．１３５の量子ドットのサンプルを調製した。図６は、異なるＳｅ：Ｔｅのモル比（Ｓｅ／Ｔｅ）を用いて形成された複数の量子ドット集団についての吸光度スペクトルのプロットを示す。吸光度ピークの値も表２に記載する。Ｓｅの非存在下では、１５２２ｎｍを中心とする吸光度ピークが得られた。Ｓｅ：Ｔｅのモル比（Ｓｅ／Ｔｅ）が０．０７７となるようにＳｅを添加すると、吸光度ピークが１４８１ｎｍにブルーシフトした。Ｓｅ：Ｔｅのモル比（Ｓｅ／Ｔｅ）が０．１３５のときには、ピークと谷の比（ピーク／谷）が１．２の１４０９ｎｍを中心とする吸光度ピークが得られた。したがって、Ｓｅドーピングは、赤外線吸収量子ドットの吸光度を調整するために使用され得る。Ｓｅに加えて、またはＳｅの代替物としてＳを導入すると、吸光度がＡｇ－Ｔｅ－Ｓｅ系に対してよりブルーシフトする結果となり得る。いくつかの例では、Ｓｅ：Ｔｅのモル比（Ｓｅ／Ｔｅ）が０．２０を超えるように増加させることによって、吸光度が１２００ｎｍに向かってさらにブルーシフトし得る。赤外線吸収量子ドットは、Ｔｅを含まないＡｇ－Ｓｅ系シェルを用いて調製することができることも理解されよう。いくつかの例では、シェルがＺｎＳ、ＺｎＳｅ、および／または適切に低い環境および健康上の懸念を有する他の適切な材料を含むことができる。
　表２に、異なるＳｅ：Ｔｅのモル比（Ｓｅ／Ｔｅ）を用いて形成された量子ドット集団のλｍａｘ、ＨＷＨＭ、およびピークと谷の比（ピーク／谷）を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　蛍光Ｘ線（ＸＲＦ）分析によってもまた、赤外線吸収量子ドット１０８中のＳｅの存在を確認可能である。図７は、赤外線吸収量子ドット１０８のサンプルについて得られたＸＲＦスペクトルを示す。テトラクロロエチレン（ＴＣＥ）溶媒中に、Ｓｅ：Ｔｅのモル比（Ｓｅ／Ｔｅ）が０．１３５の試料を調製した。これは、赤外線吸収量子ドット１０８へのＳｅの組み込みを確認する。
　表３に、ＸＲＦ分析によって測定されたＳｅ：Ｔｅのモル比（Ｓｅ／Ｔｅ）の実績値と、理論的モル比を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　いくつかの例では、調製された赤外線吸収量子ドットが非極性溶媒に分散可能である。例えば、赤外線吸収量子ドット１００、１０８は、反応混合物から精製され、非極性溶媒中に再分散され得る。非極性溶媒の１つの適切な例としてはテトラクロロエチレン（ＴＣＥ）が挙げられるが、これに限定されない。
　他の例では、赤外線吸収量子ドットが極性溶媒に分散可能である。例えば、リガンド交換反応を行って、赤外線吸収量子ドットに、量子ドットを極性溶媒に分散可能にするリガンドを提供することができる。極性溶媒は、任意の適切な溶媒を含むことができる。溶媒は、インクジェット印刷に適した粘度および表面張力を有し得る。このようにして、赤外線吸収量子ドットは、ＩＲ検出器のピクセルなどのＩＲ吸収デバイスを迅速かつ高い費用対効果で製造するために使用され得る。
　ここで図８を参照すると、赤外線吸収量子ドットを製造するための例示的な方法８００を示すフローチャートが示されている。方法８００の以下の説明は上記で説明され、図１～図７に示される構成要素を参照して提供され、方法８００における方法ステップは以下の図１～図７の対応する部分を参照して説明される。方法８００はまた、他の適切なハードウェアおよびソフトウェア構成要素を使用して、他のコンテキストで実行され得ることが理解されよう。
　方法８００の以下の説明は、例として提供され、限定することを意味するものではないことが理解されよう。方法８００の様々なステップは説明した順序とは異なる順序で省略または実行することができ、方法８００は、本開示の範囲から逸脱することなく、図８に示したものに対して追加のステップおよび／または代替のステップを含むことができることを理解されたい。
　方法８００は、８０２において、ＡｇおよびＴｅを含むＱＤシードを核形成することを含む。例えば、図１のＱＤシード１０２は、銀前駆体１０４およびＴｅを含むカルコゲン前駆体１０６を使用して核形成され、Ａｇ－Ｔｅ系のＱＤシードを形成する。ＱＤシード１０２は、図１の赤外線吸収量子ドット１００および図４の赤外線吸収量子ドット１０８を成長させるための基礎として使用される。
　いくつかの例では、方法８００は、８０４において過剰なＡｇを提供することを含む。例えば、ＱＤシード１０２は、過剰なＡｇの存在下で核形成され得る。過剰なＡｇを提供することは、ＱＤシード中のＡｇおよびＴｅの化学量論比と同様に、ＱＤシードのサイズおよび分散の細かい制御を可能にする。
　方法８００は、８０６においてカルコゲン前駆体を添加してＱＤシードを成長させ、それによって１４００ｎｍ～１８００ｎｍの範囲の吸光度ピークを有する赤外線吸収量子ドットを形成することを含む。前記赤外線吸収量子ドットの吸光度ピークのピークと谷の比（ピーク／谷）は１．０以上であり、前記カルコゲン前駆体はＴｅを含む。例えば、図１の赤外線吸収量子ドット１００は、ＱＤシード１０２を含む反応混合物に追加量のカルコゲン前駆体１０６を添加することによって生成される。ＱＤシード１０２から赤外線吸収量子ドット１００を成長させると、１４００ｎｍ～１８００ｎｍの範囲に吸光度ピークが得られ、その吸光度ピークのピークと谷の比（ピーク／谷）は１．０以上である。
　いくつかの例では図８の８０８に示すように、カルコゲン前駆体を添加することはＳｅを添加することをさらに含む。例えば、図４の赤外線吸収量子ドット１０８は、ＱＤシード１０２を含む反応混合物にＳｅ前駆体１１０を添加することによって形成される。これは、図７のＸＲＦによって示されるように、赤外線吸収量子ドット１０８へのＳｅの組み込みをもたらす。
　いくつかの例では、方法８００は、８１０において０．２０以下、かつ０．００超のＳｅ：Ｔｅのモル比（Ｓｅ／Ｔｅ）で量子ドットを形成することを含む。図６を参照して上述したように、Ｓｅドーピングを使用して、赤外線吸収量子ドットの吸光度を調整することができる。０．２０以下のＳｅ：Ｔｅのモル比（Ｓｅ／Ｔｅ）を利用すると、ピークと谷の比（ピーク／谷）≧１．０で１４００ｎｍ～１８００ｎｍの範囲の吸光度ピークが得られる。ピークと谷の比（ピーク／谷）は値が大きいほどより赤外線を吸収することを示す。ピークと谷の比（ピーク／谷）は１．０以上であれば十分に赤外線吸収特性を有していると考えてよい。これらの観点からピークと谷の比（ピーク／谷）の上限は特に限定されるものではなく、例えば、１０．０以下でよい。
　いくつかの例では、方法８００は、８１２において２．１～２．７の範囲のＡｇ：Ｔｅのモル比（Ａｇ／Ｔｅ）で量子ドットを形成することを含む。図３を参照して上述したように、Ａｇ：Ｔｅのモル比（Ａｇ／Ｔｅ）を使用して、赤外線吸収量子ドットの吸光度を調整することができる。２．１～２．７の範囲のＡｇ：Ｔｅのモル比（Ａｇ／Ｔｅ）を利用すると、１４００ｎｍ～１８００ｎｍの範囲の吸光度ピークが得られ、ピークと谷の比（ピーク／谷）は≧１．０である。
　方法８００は、いくつかの例では、８１４において量子ドットを形成することはＡｇおよびＴｅを含むコアを形成すること、ならびにＡｇ、Ｔｅ、およびＳｅを含むシェルを形成することを含む。例えば、図４の赤外線吸収量子ドット１０８を形成することは、ＡｇおよびＴｅを含むコアを形成すること、ならびにＡｇ、Ｔｅ、およびＳｅを含むシェルを形成することを含む。８１６に示すように、いくつかの例ではコアを形成することはＡｇ－Ｔｅ系コアを形成することを含み、シェルを形成することはＡｇ－Ｓｅ－Ｔｅ系シェルを形成することを含む。例えば、赤外線吸収量子ドット１０８は、Ａｇ－Ｔｅ系の形態をとるコアと、Ａｇ－Ｓｅ－Ｔｅ系の形態をとるシェルとを含む。上述のように、これは、１４００ｎｍ～１８００ｎｍの範囲の吸光度ピークをもたらす。
　上述の方法は、赤外線吸収量子ドットを生成するために使用することができる。赤外線吸収量子ドットは、１４００ｎｍ～１８００ｎｍの範囲の吸光度ピークを含む。これは、赤外線吸収量子ドットが１４００ｎｍ～１８００ｎｍの範囲のＩＲ光（例えば、１４５０ｎｍレーザによって放射される光）を高い信号対雑音比で検出することを可能にする。吸光度ピークのピークと谷の比（ピーク／谷）は１．０以上である。これはまた、より小さいピークと谷の比（ピーク／谷）を有する材料の使用と比較して、信号対雑音比を増加させる。さらに、赤外線吸収量子ドットは、銀およびテルル、ならびに任意にセレンを含む。このように、赤外線吸収量子ドットは、重金属元素を実質的に含まなくてもよい。
　別の例は、銀およびテルルを含む赤外線吸収量子ドットを提供し、赤外線吸収量子ドットは１４００ｎｍ～１８００ｎｍの範囲の吸光度ピークを含み、吸光度ピークのピークと谷の比（ピーク／谷）は、１．０以上である。いくつかのそのような例では、赤外線吸収量子ドットが重金属元素を実質的に含まない。いくつかのそのような例では、赤外線吸収量子ドットが代替的にまたは追加的に、Ａｇ：Ｔｅのモル比（Ａｇ／Ｔｅ）が２．１～２．７の範囲である。いくつかのそのような例では、赤外線吸収量子ドットが代替的にまたは追加的に、セレンをさらに含む。いくつかのそのような例では、赤外線吸収量子ドットが代替的にまたは追加的に、Ｓｅ：Ｔｅのモルの比（Ｓｅ／Ｔｅ）が０．２０以下、かつ０．００超であることを含む。いくつかのそのような例では、本発明の実施形態に係る赤外線吸収量子ドットが代替的にまたは追加的に、ＡｇおよびＴｅを含むコアと、Ａｇ、Ｔｅ、およびＳｅを含むシェルとを含む。いくつかのそのような例では、コアが代替的にまたは追加的に、Ａｇ－Ｔｅ系の形態を含み、シェルは代替的にまたは追加的に、Ａｇ－Ｓｅ－Ｔｅ系の形態を含む。いくつかのそのような例では、赤外線吸収量子ドットが代替的にまたは追加的に、ＡｇおよびＴｅを含むコアと、ＡｇおよびＳｅを含むシェルとをさらに含む。いくつかのそのような例では、赤外線吸収量子ドットが代替的にまたは追加的に、非極性溶媒に分散可能である。いくつかのそのような例では、赤外線吸収量子ドットが代替的にまたは追加的に、量子ドットを極性溶媒に分散可能にするリガンドをさらに含む。
　別の例は赤外線吸収量子ドットを製造する方法を提供し、この方法はＡｇおよびＴｅを含むＱＤシードを核形成することと、カルコゲン前駆体を添加して、ＱＤシードを成長させ、それによって、１４００ｎｍ～１８００ｎｍの範囲内の吸光度ピークを有する赤外線吸収量子ドットを形成することとを含む。このとき、吸光度ピークのピークと谷の比（ピーク／谷）は１．０以上であり、カルコゲン前駆体はＴｅを含む。いくつかのそのような例では、カルコゲン前駆体を添加することはＳｅを添加することをさらに含む。いくつかのそのような例では、方法が代替的にまたは追加的に、Ｓｅ：Ｔｅのモル比（Ｓｅ／Ｔｅ）が０．２０以下、かつ０．００超である赤外線吸収量子ドットを形成することをさらに含む。いくつかのそのような例では、方法が代替的にまたは追加的に、過剰のＡｇを提供することを含む。いくつかのそのような例では、方法が代替的にまたは追加的に、Ａｇ：Ｔｅのモル比（Ａｇ／Ｔｅ）が２．１～２．７の範囲である赤外線吸収量子ドットを形成することを含む。いくつかのそのような例では、赤外線吸収量子ドットを形成することは代替的にまたは追加的に、ＡｇおよびＴｅを含むコアを形成することと、Ａｇ、Ｔｅ、およびＳｅを含むシェルを形成することとを含む。いくつかのそのような例ではコアを形成することは代替的にまたは追加的に、Ａｇ－Ｔｅ系コアを形成することを含み、シェルを形成することはＡｇ－Ｓｅ－Ｔｅ系シェルを形成することを含む。
　別の例はＡｇおよびＴｅを含むコアと、Ａｇ、Ｔｅ、およびＳｅを含むシェルとを含む赤外線吸収量子ドットを提供し、赤外線吸収量子ドットは１４００ｎｍ～１８００ｎｍの範囲の吸光度ピークを含み、吸光度ピークのピークと谷の比（ピーク／谷）は、１．０以上である。いくつかのそのような例では、Ａｇ：Ｔｅのモル比（Ａｇ／Ｔｅ）が２．１～２．７の範囲である。いくつかのそのような例では、Ｓｅ：Ｔｅのモル比（Ｓｅ／Ｔｅ）が０．２０以下、かつ０．００超である。
　本発明の実施形態に係る赤外線吸収量子ドット、および赤外線吸収量子ドットの製造方法は以下の構成を含む。
（１）　銀（Ａｇ）とテルル（Ｔｅ）とを含む赤外線吸収量子ドットであって、
　前記赤外線吸収量子ドットは１４００ｎｍ～１８００ｎｍの範囲の吸光度ピークを含み、
　前記吸光度ピークのピークと谷の比（ピーク／谷）は１．０以上である、
赤外線吸収量子ドット。
（２）　前記赤外線吸収量子ドットは重金属元素を実質的に含まない、
上記（１）に記載の赤外線吸収量子ドット。
（３）　Ａｇ：Ｔｅのモル比（Ａｇ／Ｔｅ）が２．１～２．７の範囲である、
上記（１）または（２）に記載の赤外線吸収量子ドット。
（４）　セレン（Ｓｅ）をさらに含む、
上記（１）～（３）のいずれか一項に記載の赤外線吸収量子ドット。
（５）　Ｓｅ：Ｔｅのモル比（Ｓｅ／Ｔｅ）が０．２０以下、かつ０．００超である、
上記（４）に記載の赤外線吸収量子ドット。
（６）　ＡｇおよびＴｅを含むコアと、Ａｇ、ＴｅおよびＳｅを含むシェルと、をさらに含む、
上記（１）～（５）のいずれか一項に記載の赤外線吸収量子ドット。
（７）　ＡｇおよびＴｅを含むコアと、ＡｇおよびＳｅを含むシェルと、をさらに含む、
上記（１）～（５）のいずれか一項に記載の赤外線吸収量子ドット。
（８）　前記赤外線吸収量子ドットは、非極性溶媒に分散可能である、
上記（１）～（７）のいずれか一項に記載の赤外線吸収量子ドット。
（９）　前記赤外線吸収量子ドットを極性溶媒に分散可能にする配位子をさらに含む、
上記（１）～（７）のいずれか一項に記載の赤外線吸収量子ドット。
（１０）　赤外線吸収量子ドットを製造する方法であって、
　銀（Ａｇ）およびテルル（Ｔｅ）を含む量子ドットシードのコアを形成する工程と、
　カルコゲン前駆体を添加して、量子ドットシードを成長させ、それによって、１４００ｎｍ～１８００ｎｍの範囲の吸光度ピークを有する赤外線吸収量子ドットを形成する工程と、
を含み、
　前記吸光度ピークのピークと谷の比（ピーク／谷）は１．０以上であり、
　前記カルコゲン前駆体はテルル（Ｔｅ）を含む、
赤外線吸収量子ドットの製造方法。
（１１）　カルコゲン前駆体を添加する工程は、セレン（Ｓｅ）を添加することをさらに含む、
上記（１０）に記載の赤外線吸収量子ドットの製造方法。
（１２）　Ｓｅ：Ｔｅのモル比（Ｓｅ／Ｔｅ）が０．２０以下、かつ０．００超となるように前記赤外線吸収量子ドットを形成することをさらに含む、
上記（１１）に記載の赤外線吸収量子ドットの製造方法。
（１３）　過剰のＡｇを提供することをさらに含む、
上記（１０）～（１２）のいずれか一項に記載の赤外線吸収量子ドットの製造方法。
（１４）　Ａｇ：Ｔｅのモル比（Ａｇ／Ｔｅ）が２．１～２．７の範囲となるように前記赤外線吸収量子ドットを形成することをさらに含む、
上記（１０）～（１３）のいずれか一項に記載の赤外線吸収量子ドットの製造方法。
（１５）　ＡｇおよびＴｅを含むコアを形成すること、および、Ａｇ、ＴｅおよびＳｅを含むシェルを形成することをさらに含む、
上記（１１）～（１４）のいずれか一項に記載の赤外線吸収量子ドットの製造方法。
（１６）　銀（Ａｇ）およびテルル（Ｔｅ）を含むコアと、銀（Ａｇ）、テルル（Ｔｅ）およびセレン（Ｓｅ）を含むシェルと、を含む赤外線吸収量子ドットであって、
　前記赤外線吸収量子ドットは１４００ｎｍ～１８００ｎｍの範囲の吸光度ピークを含み、
　前記吸光度ピークのピークと谷の比（ピーク／谷）が１．０以上である、
赤外線吸収量子ドット。
（１７）　Ａｇ：Ｔｅのモル比（Ａｇ／Ｔｅ）が２．１～２．７の範囲である、
上記（１６）に記載の赤外線吸収量子ドット。
（１８）　Ｓｅ：Ｔｅのモル比（Ｓｅ／Ｔｅ）が０．２０以下、かつ０．００超である、
上記（１６）または（１７）に記載の赤外線吸収量子ドット。
　本明細書に記載される構成および／またはアプローチは本質的に例示的なものであり、多数の変形が可能であるため、これらの特定の実施形態または実施例は、限定的な意味で考慮されるべきではないことが理解されよう。本明細書に記載される特定のルーチンまたは方法は、任意の数の戦略のうちの１つまたは複数を表し得る。したがって、図示および／または説明された様々な動作は、図示および／または説明された順序で、他の順序で、並行して、または省略された順序で実行され得る。同様に、上述した工程の順序は変更されてもよい。
　本開示の主題は、本明細書に開示される様々なプロセス、システムおよび構成、ならびに他の特徴、機能、行為、および／または特性、ならびにそれらの任意のおよびすべての均等物のすべての新規かつ非自明な組合せおよび下位組合せを含む。
　さらに、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｓ）」、それらの変形、および詳細な説明または特許請求の範囲のいずれかで使用される他の同様の語は、いかなる追加のまたは他の要素も排除することなく、オープンな遷移語として「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語と同様に包括的であることが意図される。
　「および／または」は本明細書で使用される場合、以下の真理値表（表４）によって指定されるように、包括的または、以下のように定義される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　以下の段落は、本明細書に記載されるように調製された赤外線吸収量子ドットおよび比較例による量子ドットの例を記載する。表５は、各量子ドットの集団の組成および光学特性（λｍａｘ、ＨＷＨＭ、ピーク／谷）をまとめたものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
［実施例１］～［実施例３］
　前述のホットインジェクション法によってＡｇ－Ｔｅ系のＱＤシードを核形成した。具体的には、オクタンチオールと混合したＡｇ（アセテート）溶液にＴＯＰＴｅを１５０℃で注入した。温度は、１５０℃で４０分間維持し、その後反応混合物を周囲温度まで冷却した。仕込み時のＡｇ：Ｔｅのモル比（Ａｇ／Ｔｅ）は５．８であった。得られたＱＤシードは、１１５０ｎｍに吸光度ピークを有し、ピークと谷の比（ピーク／谷）は１．６であった。
　上記のようにして合成したＡｇ‐Ｔｅ系ＱＤシードを用いて実施例１の赤外線吸収量子ドットを調製した。赤外線吸収量子ドットの成長は、Ａｇ：Ｔｅのモル比（Ａｇ／Ｔｅ）を調整するために、１５０℃でＴＯＰＴｅを添加して、さらに４０分間進行した。赤外線吸収量子ドットは、逆溶媒としてアセトンを用いて精製され、遠心分離により沈殿された。次いで、赤外線吸収量子ドットを回収し、ＴＣＥ中に再分散させ、再度遠心分離して、溶解していない粒子を除去した。次いで、赤外線吸収量子ドットを、紫外可視近赤外（ＵＶ－Ｖｉｓ－ＮＩＲ）分光光度計を用いて分析した。さらに、得られた赤外線吸収量子ドットについて、元素分析を行った。
　元素分析は次のようにして行った。まず、有機溶媒中の０．０５ｇ～０．２ｇの赤外線吸収量子ドットを１０ｍＬの濃硝酸と混合し、２００℃で１５分間保持した。その後、マイクロ波分解器（ＣＥＭ　Ｍａｒｓ６）を使用して赤外線吸収量子ドットを分解後、サンプルを脱イオン水で５０ｍＬに希釈し、元素分析用サンプルを得た。さらに、ＩＣＰ－ＯＥＳ（Ａｇｉｌｅｎｔ　５８００）を用い、市販の認定元素標準による外部検量線を使用して実行した。この時、内部標準は、機器のドリフトを補正するために、キャリブレーション標準およびサンプルで使用した。
　実施例１および実施例２において、Ａｇ：Ｔｅのモル比（Ａｇ／Ｔｅ）が２．４の赤外線吸収量子ドットを調整した。これらは、１５００ｎｍより長波長側に１．０を超えるピークと谷の比（ピーク／谷）を有する吸光度ピークをもたらした。
　実施例３では、Ａｇ：Ｔｅのモル比（Ａｇ／Ｔｅ）を２．１に減少させることによって、吸光度ピークを１７２６ｎｍにレッドシフトさせた。
［実施例４］、［実施例５］
　実施例４および実施例５の赤外線吸収量子ドットを、実施例１で合成したＡｇ－Ｔｅ系ＱＤシードを用いて調製した。具体的には、ＴＯＰＴｅとＤＰＰＳｅの混合物をＡｇ－Ｔｅ系ＱＤシードの混合物に１５０℃で注入した。ＴＯＰＴｅおよびＤＰＰＳｅの混合物は、実施例４においてはＳｅ：Ｔｅのモル比（Ｓｅ／Ｔｅ）が０．０７７となるようにし、実施例５においてはＳｅ：Ｔｅの（Ｓｅ／Ｔｅ）モル比（Ｓｅ／Ｔｅ）が０．１３５となるようにした。混合物の温度を４０分間維持して、Ａｇ－Ｔｅ系ＱＤシード上にＡｇ－Ｓｅ－Ｔｅ系（ＳｅでドープされたＴｅ）のシェルを形成した。次いで、混合物を周囲温度まで冷却し、赤外線吸収量子ドットを精製し、上記のように特性決定した。実施例４（Ｓｅ／Ｔｅ＝０．０７７）では、１．２を超えるピークと谷の比（ピーク／谷）で１４８１ｎｍに吸光度ピークが観察された。吸光度ピークは、Ｓｅ：Ｔｅのモル比（Ｓｅ／Ｔｅ）を０．１３５に増加させることによって、実施例５において１４０９ｎｍにブルーシフトされた。
［比較例１］
　比較例１では、Ａｇ：Ｔｅのモル比（Ａｇ／Ｔｅ）が３．４のＡｇ－Ｔｅ系量子ドットを調製した。比較例１の量子ドットは上述のＡｇ－Ｔｅ系ＱＤシードと同様に１１４９ｎｍに吸光度ピークを有し、ピークと谷の比（ピーク／谷）は１．６であった。
［比較例２］
　比較例２では、Ａｇ：Ｔｅのモル比（Ａｇ／Ｔｅ）を３．２に減少させた。これにより、１１５６ｎｍに位置する比較例１と同様の吸光度ピークが得られたが、ピークと谷の比（ピーク／谷）は１．３より小さくなった。
［比較例３］
　比較例３では、Ａｇ：Ｔｅのモル比（Ａｇ／Ｔｅ）を３．１に減少させた。この場合には、識別可能な吸光度ピークは観察されなかった。
［比較例４］
　比較例４では、Ａｇ－Ｓｅ系量子ドットを、ＴＯＰＴｅの代わりにＤＰＰＳｅを用いて上記のように調製した。得られたＡｇ－Ｓｅ系量子ドットは、９６０ｎｍに吸光度ピークを有した。
［比較例５］
　比較例５で調製したＡｇ－Ｓ系量子ドットは比較例４のＡｇ－Ｓｅ系量子ドットに対してブルーシフトし、８００ｎｍに吸光度ピークを有していた。
　１００　赤外線吸収量子ドット
　１０２　ＱＤシード
　１０４　銀前駆体
　１０６　カルコゲン前駆体
　１０８　赤外線吸収量子ドット
　１１０　セレン前駆体
　１１２　シェル

Claims (18)

  1. 　銀（Ａｇ）とテルル（Ｔｅ）とを含む赤外線吸収量子ドットであって、
    　前記赤外線吸収量子ドットは１４００ｎｍ～１８００ｎｍの範囲の吸光度ピークを含み、
    　前記吸光度ピークのピークと谷の比（ピーク／谷）は１．０以上である、
    赤外線吸収量子ドット。
  2. 　前記赤外線吸収量子ドットは重金属元素を実質的に含まない、
    請求項１に記載の赤外線吸収量子ドット。
  3. 　Ａｇ：Ｔｅのモル比（Ａｇ／Ｔｅ）が２．１～２．７の範囲である、
    請求項１または２に記載の赤外線吸収量子ドット。
  4. 　セレン（Ｓｅ）をさらに含む、
    請求項１～３のいずれか一項に記載の赤外線吸収量子ドット。
  5. 　Ｓｅ：Ｔｅのモル比（Ｓｅ／Ｔｅ）が０．２０以下、かつ０．００超である、
    請求項４に記載の赤外線吸収量子ドット。
  6. 　ＡｇおよびＴｅを含むコアと、Ａｇ、ＴｅおよびＳｅを含むシェルと、をさらに含む、
    請求項１～５のいずれか一項に記載の赤外線吸収量子ドット。
  7. 　ＡｇおよびＴｅを含むコアと、ＡｇおよびＳｅを含むシェルと、をさらに含む、
    請求項１～５のいずれか一項に記載の赤外線吸収量子ドット。
  8. 　前記赤外線吸収量子ドットは、非極性溶媒に分散可能である、
    請求項１～７のいずれか一項に記載の赤外線吸収量子ドット。
  9. 　前記赤外線吸収量子ドットを極性溶媒に分散可能にする配位子をさらに含む、
    請求項１～７のいずれか一項に記載の赤外線吸収量子ドット。
  10. 　赤外線吸収量子ドットを製造する方法であって、
    　銀（Ａｇ）およびテルル（Ｔｅ）を含む量子ドットシードのコアを形成する工程と、
    　カルコゲン前駆体を添加して、量子ドットシードを成長させ、それによって、１４００ｎｍ～１８００ｎｍの範囲の吸光度ピークを有する赤外線吸収量子ドットを形成する工程と、
    を含み、
    　前記吸光度ピークのピークと谷の比（ピーク／谷）は１．０以上であり、
    　前記カルコゲン前駆体はテルル（Ｔｅ）を含む、
    赤外線吸収量子ドットの製造方法。
  11. 　カルコゲン前駆体を添加する工程は、セレン（Ｓｅ）を添加することをさらに含む、
    請求項１０に記載の赤外線吸収量子ドットの製造方法。
  12. 　Ｓｅ：Ｔｅのモル比（Ｓｅ／Ｔｅ）が０．２０以下、かつ０．００超となるように前記赤外線吸収量子ドットを形成することをさらに含む、
    請求項１１に記載の赤外線吸収量子ドットの製造方法。
  13. 　過剰のＡｇを提供することをさらに含む、
    請求項１０～１２のいずれか一項に記載の赤外線吸収量子ドットの製造方法。
  14. 　Ａｇ：Ｔｅのモル比（Ａｇ／Ｔｅ）が２．１～２．７の範囲となるように前記赤外線吸収量子ドットを形成することをさらに含む、
    請求項１０～１３のいずれか一項に記載の赤外線吸収量子ドットの製造方法。
  15. 　ＡｇおよびＴｅを含むコアを形成すること、および、Ａｇ、ＴｅおよびＳｅを含むシェルを形成することをさらに含む、
    請求項１１～１４のいずれか一項に記載の赤外線吸収量子ドットの製造方法。
  16. 　銀（Ａｇ）およびテルル（Ｔｅ）を含むコアと、銀（Ａｇ）、テルル（Ｔｅ）およびセレン（Ｓｅ）を含むシェルと、を含む赤外線吸収量子ドットであって、
    　前記赤外線吸収量子ドットは１４００ｎｍ～１８００ｎｍの範囲の吸光度ピークを含み、
    　前記吸光度ピークのピークと谷の比（ピーク／谷）が１．０以上である、
    赤外線吸収量子ドット。
  17. 　Ａｇ：Ｔｅのモル比（Ａｇ／Ｔｅ）が２．１～２．７の範囲である、
    請求項１６に記載の赤外線吸収量子ドット。
  18. 　Ｓｅ：Ｔｅのモル比（Ｓｅ／Ｔｅ）が０．２０以下、かつ０．００超である、
    請求項１６または１７に記載の赤外線吸収量子ドット。
PCT/JP2023/021528 2022-07-29 2023-06-09 赤外線吸収量子ドットおよび赤外線吸収量子ドットの製造方法 WO2024024298A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202263369804P 2022-07-29 2022-07-29
US63/369,804 2022-07-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024024298A1 true WO2024024298A1 (ja) 2024-02-01

Family

ID=89706098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/021528 WO2024024298A1 (ja) 2022-07-29 2023-06-09 赤外線吸収量子ドットおよび赤外線吸収量子ドットの製造方法

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024024298A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106190126A (zh) * 2015-05-04 2016-12-07 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 单分散近红外碲化银量子点及其制备方法
CN106520124A (zh) * 2016-03-02 2017-03-22 苏州影睿光学科技有限公司 一种荧光Ag2Te纳米晶的制备方法
JP2019081905A (ja) * 2017-10-12 2019-05-30 Ｎｓマテリアルズ株式会社 量子ドット、量子ドットを用いた波長変換部材、照明部材、バックライト装置、並びに、表示装置
WO2021070858A1 (ja) * 2019-10-09 2021-04-15 Ｎｓマテリアルズ株式会社 量子ドット、及び、その製造方法
WO2021206032A1 (ja) * 2020-04-07 2021-10-14 富士フイルム株式会社 光電変換膜、分散液、光検出素子およびイメージセンサ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106190126A (zh) * 2015-05-04 2016-12-07 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 单分散近红外碲化银量子点及其制备方法
CN106520124A (zh) * 2016-03-02 2017-03-22 苏州影睿光学科技有限公司 一种荧光Ag2Te纳米晶的制备方法
JP2019081905A (ja) * 2017-10-12 2019-05-30 Ｎｓマテリアルズ株式会社 量子ドット、量子ドットを用いた波長変換部材、照明部材、バックライト装置、並びに、表示装置
WO2021070858A1 (ja) * 2019-10-09 2021-04-15 Ｎｓマテリアルズ株式会社 量子ドット、及び、その製造方法
WO2021206032A1 (ja) * 2020-04-07 2021-10-14 富士フイルム株式会社 光電変換膜、分散液、光検出素子およびイメージセンサ

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180040749A1 (en) Semiconductor nanocrystals
US7288468B2 (en) Luminescent efficiency of semiconductor nanocrystals by surface treatment
KR101563878B1 (ko) 양자점의 제조방법
EP3296257B1 (en) Core-shell particles, method for manufacturing core-shell particles, and film
US7566435B2 (en) Nanowires and method for making the same
KR20180016196A (ko) InP/ZnS 코어-쉘 양자점, 그 제조방법 및 이를 포함하는 LED
CA2558663A1 (en) Composite materials with optically transparent nanoparticles dispersed therein
Fu et al. Green synthesis of CuInS2/ZnS nanocrystals with high photoluminescence and stability
Zhang et al. Facile synthesis of CuInS 2/ZnS quantum dots with highly near-infrared photoluminescence via phosphor-free process
Xu et al. Synthesis and surface modification of PbSe/PbS core–shell nanocrystals for potential device applications
US10358350B2 (en) Nanomaterial having tunable infrared absorption characteristics and associated method of manufacture
US11145792B2 (en) Wavelength conversion layer
EP3296256B1 (en) Core-shell particles, method for manufacturing core-shell particles, and film
WO2024024298A1 (ja) 赤外線吸収量子ドットおよび赤外線吸収量子ドットの製造方法
US20080057311A1 (en) Surface-treated lead chalcogenide nanocrystal quantum dots
US11866629B2 (en) Scalable and safe nanocrystal precursor
TW202421572A (zh) 紅外線吸收量子點及紅外線吸收量子點之製造方法
Cheng et al. Ultra-small PbSe quantum dots synthesis by chemical nucleation controlling
Thirugnanam et al. Synthesis, structural, optical and morphological properties of CdSe: Zn/CdS core–shell nanoparticles
US20230332044A1 (en) Methods of forming nanocrystals and related crystals and optoelectronic devices
TWI623490B (zh) 雙粒徑分佈之量子點奈米晶體的製備方法
CN112812770A (zh) 锌掺杂Ag-In-S量子点发光材料及其制备方法和应用
Yang et al. Near-infrared emitting CdTe 0.5 Se 0.5/Cd 0.5 Zn 0.5 S quantum dots: synthesis and bright luminescence
Kuzuya et al. Synthesis of Ag/CuInS2 Core-Shell Nanoparticles
Mølnås et al. Understanding the growth mechanisms of ultrasmall silver selenide quantum dots for short-wave infrared detectors

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23846034

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1