【手続補正書】
【提出日】平成23年2月17日(2011.2.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の無機材料を有する複数の量子ドットであって、各量子ドットは第２の無機材料で被覆されており、前記被覆されたドットが第３の無機材料のマトリックスに埋め込まれており、少なくとも前記第１および前記第３の無機材料は光伝導性半導体であること、
前記第３の材料の伝導帯端における電子が前記被覆された各量子ドット内部の前記第１の材料に到達するためには量子力学的なトンネリングを必要とするように、前記第２の材料がトンネル障壁として配置されていること、および
前記各量子ドットでのバンドギャップより上位にある第１量子状態は、被覆された量子ドットが埋め込まれている前記第３の材料での伝導帯端と価電子帯端との間に位置しており、前記複数の量子ドットについての前記第１量子状態での複数の波動関数が中間バンドとして重なりあっていること、を含む装置。
【請求項２】
前記量子ドットは、さらに、第２量子状態を含み、
前記第２量子状態が、前記第１量子状態よりも上位であって、前記第３の材料の伝導帯端から±０．１６ｅＶの範囲内にある、請求項１の装置。
【請求項３】
前記トンネル障壁の高さは、前記第３の材料の伝導帯端と前記トンネル障壁の頂部との間のエネルギー準位の差分であり、
前記トンネル障壁の高さおよびポテンシャルプロファイルと前記各量子ドットにおいて被覆している前記第２の材料の厚さとの組み合わせが、前記電子が前記被覆された各量子ドット内部の前記第１の材料に到達する０．１乃至０．９のトンネリング確率に対応する、請求項１または２の装置。
【請求項４】
前記各量子ドットにおいて前記被覆している前記第２の材料の厚さは、０．１乃至１０ナノメータの範囲である、請求項３の装置。
【請求項５】
前記トンネル障壁の高さおよびポテンシャルプロファイルと前記各量子ドットにおいて被覆している前記第２の材料の厚さとの組み合わせが、前記電子が前記被覆された各量子ドット内部の前記第１の材料に到達する０．２乃至０．５のトンネリング確率に対応する、請求項３の装置。
【請求項６】
前記各量子ドットにおいて前記被覆している前記第２の材料の厚さは、０．１乃至１０ナノメータの範囲である、請求項５の装置。
【請求項７】
前記第２の材料は、前記第３の材料に格子整合されている、請求項１〜６のいずれか一項の装置。
【請求項８】
さらに、対向関係にある無機ｐ型層および無機ｎ型層を有し、
前記被覆された量子ドットは、前記ｎ型層と前記ｐ型層との間に配置された前記第３の材料に埋め込まれており、
前記ｐ型層の伝導帯端は、前記トンネル障壁の頂部よりも高い、請求項１〜７のいずれか一項の装置。
【請求項９】
前記各量子ドットにおいて前記被覆している前記第２の材料の厚さは、０．１乃至１０ナノメータの範囲である、請求項１または２の装置。
【請求項１０】
前記各量子ドットにおいて前記被覆している前記第２の材料の厚さは、各量子ドットの中心を通った前記第１の材料の平均断面厚さの１０％以下である、請求項９の装置。
【請求項１１】
感光性の前記装置は、太陽電池である、請求項１〜１０のいずれか一項の装置。
【請求項１２】
前記第１の無機材料および前記第３の無機材料は、それぞれＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＳｉＣ、およびこれらの三元または四元混晶からなる群から選ばれる、請求項１〜１１のいずれか一項の装置。
【請求項１３】
前記第２の無機材料は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＳｉＣ、およびこれらの三元または四元混晶からなる群から選ばれた半導体である、請求項１〜１２のいずれか一項の装置。
【請求項１４】
前記第２の無機材料は、酸化物、窒化物、および酸化窒化物からなる群から選ばれた電気絶縁体である、請求項１〜１２のいずれか一項の装置。
【請求項１５】
第１の無機材料を有する複数の量子ドットであって、各量子ドットは第２の無機材料で被覆されており、前記被覆されたドットが第３の無機材料のマトリックスに埋め込まれており、少なくとも前記第１および前記第３の無機材料は光伝導性半導体であること、
前記第３の材料の価電子帯端における正孔が前記被覆された各量子ドット内部の前記第１の材料に到達するためには量子力学的なトンネリングを必要とするように、前記第２の材料がトンネル障壁として配置されていること、および
前記各量子ドットでのバンドギャップより下位にある第１量子状態は、前記被覆された量子ドットが埋め込まれている前記第３の材料での伝導帯端と価電子帯端との間に位置しており、前記複数の量子ドットについての前記第１量子状態での複数の波動関数は中間バンドとして重なりあっていること、を含む装置。
【請求項１６】
前記量子ドットは、さらに、第２量子状態を含み、
前記第２量子状態が、前記第１量子状態よりも下位であって、前記第３の材料の価電子帯端から±０．１６ｅＶの範囲内にある、請求項１５の装置。
【請求項１７】
前記トンネル障壁の高さは、前記第３の材料の伝導帯端と前記トンネル障壁の頂部との間のエネルギー準位の差分の絶対値であり、
前記トンネル障壁の高さおよびポテンシャルプロファイルと前記各量子ドットにおいて前記被覆している前記第２の材料の厚さとの組み合わせが、前記正孔が前記被覆された各量子ドット内部の前記第１の材料に到達する０．１乃至０．９のトンネリング確率に対応する、請求項１５または１６の装置。
【請求項１８】
前記各量子ドットにおいて前記被覆している前記第２の材料の厚さは、０．１乃至１０ナノメータの範囲である、請求項１７の装置。
【請求項１９】
前記トンネル障壁の高さおよびポテンシャルプロファイルと前記各量子ドットにおいて被覆している前記第２の材料の厚さとの組み合わせが、前記正孔が前記被覆された各量子ドット内部の前記第１の材料に到達する０．２乃至０．５のトンネリング確率に対応する、請求項１７の装置。
【請求項２０】
前記各量子ドットにおいて前記被覆している前記第２の材料の厚さは、０．１乃至１０ナノメータの範囲である、請求項１９の装置。
【請求項２１】
前記第２の材料は、前記第３の材料に格子整合されている、請求項１５〜２０のいずれか一項の装置。
【請求項２２】
さらに、対向関係にある無機ｐ型層および無機ｎ型層を有し、
前記被覆された量子ドットは、前記ｎ型層と前記ｐ型層との間に配置された前記第３の材料に埋め込まれており、
前記ｎ型層の価電子帯端は、前記トンネル障壁の頂部よりも低い、請求項１５〜２１のいずれか一項の装置。
【請求項２３】
前記各量子ドットにおいて前記被覆している前記第２の材料の厚さは、０．１乃至１０ナノメータの範囲である、請求項１５または１６の装置。
【請求項２４】
前記各量子ドットにおいて前記被覆している前記第２の材料の厚さは、各量子ドットの中心を通った前記第１の材料の平均断面厚さの１０％以下である、請求項２３の装置。
【請求項２５】
感光性の前記装置は、太陽電池である、請求項１５〜２４のいずれか一項の装置。
【請求項２６】
前記第１の無機材料および前記第３の無機材料は、それぞれＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＳｉＣ、およびこれらの三元または四元混晶からなる群から選ばれる、請求項１５〜２５のいずれか一項の装置。
【請求項２７】
前記第２の無機材料は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＳｉＣ、およびこれらの三元または四元混晶からなる群から選ばれた半導体である、請求項１５〜２６のいずれか一項の装置。
【請求項２８】
前記第２の無機材料は、酸化物、窒化物、および酸化窒化物からなる群から選ばれた電気絶縁体である、請求項１５〜２６のいずれか一項の装置。