INFIQ^®鉛含有／非含有量子ドット：特性と応用

1.　はじめに

INFIQ^®量子ドット（QD）には，硫化鉛ベースのナノ粒子（INFIQ^® HP-QD）と鉛を含まないナノ粒子（INFIQ^® LF-QD）とがあり，電磁スペクトルのうち，近赤外（NIR）波長と短波赤外（SWIR）波長を吸収・放出する能力を有している。量子ドットテクノロジーは，光検出器や太陽光発電，赤外線発光体への商業的応用に向け，研究・開発が盛んに行われている。

2.　背景

シリコンセンサーは，最先端のものでもNIR領域までの光しか吸収できない。シリコン固有の性質ゆえに，それ以上の波長を持つSWIR領域の光は透過してしまうためである。従って，シリコンセンサーには，SWIRの検出能力はない。インジウム・ガリウム・ヒ素（InGaAs）は，開発されてから60年以上が経つが，製造技術が複雑であるため，InGaAsセンサーは，今なお極めて高価である。InGaAsもまた，波長領域が限定されており，しかもピクセルサイズが大きいため，低解像度画像しか得られない。また，冷却システムが必要なため，それが小型化を阻む課題となりうる。

もうひとつの選択肢として，シリコン・ゲルマニウム（SiGe）があげられるが，ノイズが多い，ピクセルピッチが大きいため解像度が低い，スペクトル領域が狭く潜在的用途が限られるなど，性能の低さが知られている。こうした中，新たに登場したQDテクノロジーは，これら全ての問題を解決することができる。まず，InGaAsと比べると，製造コストが1～3桁低い。QDは，スケーラブルな技術で，相補型金属酸化膜半導体（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor；CMOS）のプロセスと互換性がある。また，InGaAsより小さなピクセルピッチの画像設計が可能で，10倍の解像度が実現でき，可視光から拡張SWIR領域まで，スペクトル吸収の範囲も広い。QDは，画像化技術として完璧であり，消費者市場に適用される初のSWIR技術になると考えられている。