APPLICATION

半導体プロセス

ディスプレイ

発光太陽集光器

量子ドット爆発性微量検出センサー

バイオメディカルイメージング

ナノコンポジットポリマー

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半導体プロセス

シルセスキオキサン系樹脂は、標準的なポリマーレジストと比較して、イオンミリングおよびエッチングステップに対する優れた耐性があります。

半導体リソグラフィ用のスピン オン ネガレジストとしての水素シルセスキオキサン系ポリマー(H-SiOx)の性能は、他のどの材料とは異なります。このレジストは10nm未満の実証された解像度を持つ無機レジストであり、解像度は電子ビームスポットサイズによってのみ制限されます。 H-SiOx樹脂の高分解能能力は、その3Dフレームワークの分子サイズが小さいことに起因しています。ポリマー凝集体は容易に広がらず、絡み合いが最小限に抑えられているため、線幅のばらつきが減少します。電子ビーム露光またはEUV照射後、本質的にガラスに変わるため、標準的なポリマーレジストと比較して、イオンミリングおよびエッチングステップに対する耐性がはるかに優れています。また、優れた機械的強度を備えているため、高解像度の構造を>20:1の高アスペクト比で作ることも出来ます。

 

 

ディスプレイ

SiQDは、明るく純粋で調整可能な色の光を放出するため、次世代ディスプレイおよびソリッドステート照明アプリケーションに最適です。

シリコン量子ドットは、溶媒中でコロイド状に分散可能な半導体ナノ結晶です。明るくて純度が高く、調整可能な色の光を放出するため、次世代のディスプレイおよびソリッドステート照明アプリケーションに最適です。当社のSiQDは、85%を超える量子効率を持つ頑丈で優れた発光材料です。それらの比較的狭い発光スペクトルは、量子サイズ効果および/またはナノ結晶の表面化学を調整することによって、可視および近赤外(NIR)スペクトル全体で容易に調整することができます。これらの特性により、ディスプレイメーカーはSiQDをご利用頂くことができます。高温・高湿環境を必要とする用途向けに、ポリマーの中に封入すると、優れた光安定性を発揮します。簡単に加工してポリマーマトリックスを形成し、超薄型で柔軟性のある用途向けの薄膜を生成できます。量子ドットは、フォトルミネッセンスとエレクトロルミネッセンスの両方の特性を示し、新しい発光ディスプレイアーキテクチャに容易に組み込むことができます。SiQDは多数のポリマーに混合することが出来ます。AQM社は、新規ナノ材料の低コスト化や無毒化、頑強な性質によって新たなる新製品の開発の機会を提供します。

 

 

発光太陽集光器

AQM社のSiQD技術を使用して、太陽光の当たる窓は光を電気に変え、都市の建物の能動的な外観を、分散型エネルギー生成ユニットに変換することで都市建築に革命をもたらします。

AQM社 SiQDを使用して、高効率の発光太陽集光器(LSC)が設計および建設され、建物一体型太陽光発電(BIPV)ウィンドウが可能になりました。これらの太陽光収穫窓は、窓を電源に変え、都市の建物の能動的な外観を分散型エネルギー生成ユニットに変換すると同時に、建物の熱増加を減らすことで都市建築に革命をもたらします。LSC(発光太陽集光器)は、LSCのエッジに結合された小さなPVセルに太陽光をダウンコンバートして集中させる高放射発色団(クロモフォア)をドープした透明な導波路で構成されています。LSCは、アクティブな建築要素に簡単に統合できるため、屋上の表面が建物の運用に必要なすべてのエネルギーを収集するには不十分な人口の多い都市部で最も有望なBIPVの1つと見なされています。

LSCとは対照的に、典型的なソーラーハーベスティングウィンドウの概念は、ウィンドウ全体をカバーする高価な多層太陽光発電スタックを利用しますが、LSCはウィンドウの端に沿って非常に狭い太陽電池のストリップのみを必要とします。他の企業は、色や透明度、光安定性が異なる有機太陽電池を使用しています。

AQM技術は、シリコンナノ結晶の優れた構造的、物理的、光電子的特性を組み合わせて、密接に混合された均一なポリマー複合材料と、溶液処理可能な共有結合したシリコン-ポリマーハイブリッドを生成し、高効率の発光ダウンシフトおよび光伝播特性を備えた材料をもたらします。シリコン-ポリマーハイブリッドの溶液加工性は、大面積の発光太陽集光器の製造の優れた材料になる可能性があります。

   

 

 

量子ドット爆発性微量検出センサー

単純な紙または布ベースのシステムは、溶液や蒸気、固相中のニトロベースの化合物の即時検出を示します。

AQMは、毒性のないフォトルミネッセンスシリコン量子ドットを使用して高エネルギー化合物を検出する方法を開発しました。処理紙または綿上の官能化シリコンナノ結晶の光学応答を利用して、モノニトロトルエン(MNT)、ニトロベンゼン(NB)、ジニトロトルエン(DNT)、トリニトロトルエン(TNT)、ならびにニトラミン(RDX)および硝酸エステル(PETN)などの一連のニトロ芳香族化合物の検出を実証しました。処理された基板は変化せず、コーティングは目に見えません。

この単純な紙または布ベースのシステムは、ナノグラム検出レベルでの発光消光により、液相、気相、固相中のニトロベースの化合物を即座に検出します。紙や綿棒の基材をセンシングモチーフとして使用することは、ハンドヘルドUVランプの下で視覚化することでリアルタイム検出を実現するためのシンプルで費用対効果の高いアプローチです。フォトルミネッセンス消光の程度は、爆発物の濃度に比例します(すなわち、濃度が高いほど、消光がより効率的になり、ペーパーセンサー上の画像が暗くなります)。

示されているように、ニトロベースの化合物の存在なし、TNT、PETNおよびRDXの溶液の存在下でのハンドヘルドUVランプ下のSiQDコーティング濾紙の画像

 

 

バイオメディカルイメージング

高輝度、発光波長の調整、長い蛍光寿命により、SiQDは従来の蛍光色素とは一線を画しています。

蛍光イメージングは、生物学的プロセスや細胞(in vivoおよびin-vitro)を視覚化するために広く使用されており、生物医学研究の分野に革命をもたらしました。半導体量子ドットは、分子レベルで細胞機能を識別するための重要な診断ツールになっています。高輝度、長持ち、サイズ依存性、同調性、および半値全幅の狭い発光により、従来の蛍光色素とは一線を画しています。量子ドットは、創薬や疾患検出、単一タンパク質追跡、細胞内の状態を知るための蛍光分析など、さまざまな生物学的指向のアプリケーション向けに開発されています。これらの利点にもかかわらず、重金属毒性や体内からの試薬の排除、生物学的発色からの自己蛍光など、QDイメージングサプライヤーが直面するいくつかの課題があります。

AQMは、シリコンナノ粒子の開発により、前述の各課題に取り組んできました。シリコンは、発光波長が調整可能なフォトルミネッセンスや非毒性、生分解性、薬物装填への幅広い対応性により、生体内バイオイメージング用途に大きな可能性を秘めています。SiQDは小さい元素であり、人体と生体適合性があります。SiQDは最終的に溶解してケイ酸を形成し、腎臓系を介して容易に処理される治療手法の材料および生物学的化合物です。

シリコンは間接遷移半導体であるため、CdSやCdSeなどの直接遷移半導体よりもはるかに長寿命の励起状態を持っています。この特性はナノスケールのシリコンに変換されることで100ナノ秒から数マイクロ秒のオーダーでフォトルミネッセンス寿命を得ることが出来ます。この特性を利用することで、特許取得済みのSiQDを蛍光in-vivoバイオイメージングに応用できる可能性があると考えています。フォトルミネッセンス多孔質シリコンナノ粒子の非常に長い発光寿命(5-130μs)は、in vivoでの組織の時間依存イメージングを可能にし、有機発色団または組織自己蛍光からの短寿命(<10ns)発光シグナルを完全に排除します。

 

 

ナノコンポジットポリマー

ナノコンポジットポリマーの構造は、各コンポーネントの最高の特性を組み合わせて、高度なアプリケーション向けに強化された機械的、化学的、光学的特性を備えています。

Adapted with permission from Sychugov and co-workers, ACS Photonics, 2016, 3 (9), pp 1575-1580. Copyright 2016 American Chemical Society

ナノコンポジットは、構造的、機能的、または化粧品の特性を改善することにより、独自のアプリケーションで性能を向上させるように設計された材料として定義されます。高い引張強度、改善された光学および磁気特性、難燃性、バリア特性、高い耐食性、高耐熱性および電子伝導率などの望ましい特性を備えた新しい複合材料になることが期待されています。これらのナノコンポジットは、パッケージング、自動車、航空宇宙および防衛、電子機器および半導体、エネルギー、建設などのアプリケーション市場に進出しています。

AQM社は、ポリマーとシリコンナノ結晶を組み合わせることにより、ハイブリッドナノコンポジットの作成に関する専門知識を得ております。ナノ粒子は、表面対体積およびアスペクト比が非常に高いため、高分子材料での使用に最適です。この新しい官能化は、ポリマーに新しい特性を与えるために使用できます。このような構造は、各コンポーネントの最高の特性を組み合わせて、高度なアプリケーション向けに強化された機械的、化学的、光学的特性を備えています。基本的な考えは、それらの中の非常に小さなコンポーネントオブジェクトのユニークな物理的および機械的特性から利益を得るナノコンポジットを開発することです。

 

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