第1部 セラミックスナノ蛍光体の合成・開発とバイオフォトニクスへの展開
３価の希土類イオンを付活剤としたセラミックスは、従来ディスプレイ、レーザーや光増幅のための蛍光体として知られてきた。講演者はこの希土類含有セラミックスをナノ粒子化し、従来用いられることのなかった、生体透過性の高い1000nm以上の近赤外波長域における蛍光バイオイメージングに応用し、セラミックスナノ粒子の合成、生体機能化からイメージングシステムの開発に及ぶ一貫した開発を行うことにより、従来数mmに限られていた蛍光バイオイメージングの観察深度を数cmにまで拡張することに成功した。本講演ではこの新たな波長域での蛍光バイオイメージング技術の開発経緯を概観するとともにセラミックス蛍光体のバイオフォトニクス応用について概説する。
１．希土類含有セラミックスの合成と発光
1.1 3価希土類イオンの蛍光特性と特徴的な発光
1.2 近赤外励起光と3価希土類イオンの蛍光
1.3 希土類含有セラミックスナノ粒子の合成と粒径制御
２．蛍光バイオイメージング
2.1 蛍光バイオイメージングとは
2.2 生体の窓
2.3 OTN近赤外イメージング
2.4 セラミックスナノ粒子の生体応用
３．新たな応用展開
3.1 OTN近赤外蛍光イメージングのメディカル応用
3.2 OTN近赤外蛍光イメージングとマルチモーダルイメージング
3.3 OTN近赤外波長域におけるスペクトルイメージング
3.4 OTN近赤外波長域におけるナノ温度イメージング
□質疑応答・名刺交換□
≪得られる知識≫
・無機蛍光体のバイオイメージング応用の基礎
第2部 ガラス系を中心とした、蛍光・波長変換材料の開発とその特性
ガラスは透明でかつ、大面積パネルやロッド、円筒、ファイバー化など形態の自由度が高く、社会インフラのさまざまな分野で活用されている。光の分野では、光通信用ファイバーや、医療用ファイバーレーザー、蛍光体の母体材料として用いられており、近年ではガラス内部に微細な構造を導入した新しいタイプの材料が開発されてきている。本講演では、ガラス蛍光体の波長変換機能に注目し、白色LED用蛍光体や太陽光波長変換パネルへの応用に関する、演者の取り組みと最新の研究成果を紹介する。
１．現代社会における光の利用と蛍光体の役割
1.1 白色ＬＥＤと蛍光体
1.2 蛍光体の波長変換機能と太陽電池
２．ガラスとは？
2.1 ガラスの基礎
2.2 ゾルゲル法によるガラスの低温合成
2.3 結晶化ガラス ～ガラスと結晶の両方の特性を併せ持つ材料～
３．希土類イオンの電子状態と蛍光
3.1 蛍光体の基礎
3.2 ｄ－ｆ遷移とｆ－ｆ遷移
3.4 励起エネルギー移動と蛍光
４．ゾルゲル法による蛍光体の合成と応用
4.1 紫外ＬＥＤ用蛍光体の開発
4.2 太陽電池用波長変換パネル材料の開発
□質疑応答・名刺交換□
≪得られる知識≫
・蛍光体およびガラスの基礎、希土類蛍光イオンの構造と特性、蛍光体の新しい役割とその応用
≪セミナーのキーワード≫
・ガラス、蛍光体、ゾルゲル法、希土類イオン、エネルギー移動、白色ＬＥＤ、太陽光波長変換
第3部 ナノ蛍光体の開発と太陽電池変換効率向上への応用展望
本講演では、代表的なナノ蛍光体として、ノンドープ型量子ドット、ドープ型量子ドット、YAG:Ce3+、YVO4:Bi3+,Eu3+を取り上げ、液相法による合成について解説します。また、それぞれのナノ蛍光体の蛍光特性についても紹介します。さらに、ナノ蛍光体の波長変換としての機能を生かし、太陽電池の分光感度の低い光を分光感度の高い光へ変換し、太陽電池の光電変換効率を向上させる試みについて説明します。
1. ナノ蛍光体の合成と蛍光特性
1.1 ノンドープ型量子ドット
1.1.1 ホットインジェクション法
1.1.2 ノンホットインジェクション法
1.1.3 蛍光特性
1.2 ドープ型量子ドット
1.2.1 表面修飾剤共存下での沈殿法
1.2.2 逆ミセル法（マイクロエマルション法）
1.2.3 核生成ドーピング法
1.2.4 蛍光特性
1.3 YAG:Ce3+ナノ蛍光体
1.3.1 グリコサーマル法
1.3.2 蛍光特性
1.4 YVO4:Bi3+,Eu3+ナノ蛍光体
1.4.1 クエン酸前駆体を介した共沈法
1.4.2 蛍光特性
２．ナノ蛍光体の太陽電池への応用
2.1 波長変換層に求められる特性
2.2 ナノサイズ化に適した蛍光体材料の選定
2.3 ナノ蛍光体の太陽電池への応用例と展望
□質疑応答・名刺交換□
第4部 ALGaN窒化物半導体の結晶品質向上とデバイス化技術、深紫外LEDの応用展開
波長が200-350nmの深紫外発光ダイオード（LED)は、殺菌・浄水、医療、生化学産業、公害物質の高速分解（ダイオキシン、PCB）、紫外硬化樹脂応用など、さまざまな分野での応用が考えられ実用化が期待されている。最近、窒化物AlGaN系半導体を用いた殺菌用途（波長260-280nm）UVC-LEDの高効率化・高出力化の進展は特に目覚ましく、各社の開発競争はしのぎをけずっている。本講演では、殺菌用途UVCLEDの高効率化技術について、最近までの進展と、今後予測される飛躍的な高効率化の方法についてそれぞれ説明し、今後の展望を述べる。
１．AlGaN系深紫外LEDの最近の動向
1.1 殺菌用途の重要性と要求波長
1.2 深紫外LEDの開発競争
1.3 高効率化への問題点と改善方法
２．AlGaN系半導体の高品質結晶成長と高効率発光の実現
2.1 MOCVDによる結晶成長の基礎
2.2 アンモニアパルス供給多段成長法
2.3 サファイア上AlN結晶の貫通転位密度の低減
2.4 AlGaN量子井戸の内部量子効率
３．深紫外LEDの実現と高効率化技術
3.1 低転位AlNテンプレート上の深紫外LED
3.2 電子オーバーフロー制御
3.3 最短波長領域への挑戦
3.4 InAlGaN４元混晶を用いた高効率化
４．光取り出し効率の向上、今後の課題と展望
4.1 光取り出し効率向上の重要性とその方法
4.2 透明p型AlGaNコンタクト層の導入
4.3 高反射p型電極
4.4 フォトニック構造の導入と効果
4.5 効率向上に関する今後の展望
□質疑応答・名刺交換□
