(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を吸収することによって励起状態を発生させるコア部（１１）と、
前記コア部（１１）を覆うと共に、前記励起状態のコア部（１１）からのエネルギー移動に伴ってバンドギャップエネルギーに対応した波長の光を発生させる発光源としてのイオンを含んでおり、さらに最表面（１５）に水溶性配位子が配置されたシェル部（１２）と、
を備え、
前記発光源としてのイオンは、Ｍｎイオンであり、
前記コア部（１１）はＺｎＳｅを主成分として構成され、前記シェル部（１２）はＺｎＳを主成分として構成された波長変換ナノ粒子の製造方法であって、
前記コア部（１１）の原料となるイオン源（２０、２１）を、前記水溶性配位子としてＮ−アセチル−Ｌ−システインを含んだ水溶液中で混合する第１混合工程と、
前記第１混合工程で得られた第１混合液（２２）のｐＨを調整する調整工程と、
前記調整工程で得られた前記第１混合液（２２）を加熱することで前記第１混合液（２２）中に前記コア部（１１）を形成する第１加熱工程と、
前記第１混合液（２２）に前記シェル部（１２）の原料となるイオン源（２３）及び前記発光源としてのイオンを含んだイオン源（２４）を混合する第２混合工程と、
前記第２混合工程で得られた第２混合液（２５）を加熱することで前記シェル部（１２）の一部を形成する第２加熱工程と、
前記第２加熱工程後の前記第２混合液（２５）に前記シェル部（１２）の原料となるイオン源（２３）を混合する第３混合工程と、
前記第３混合工程で得られた第３混合液（２６）を加熱することで前記シェル部（１２）の一部を形成する第３加熱工程と、
を含んでいることを特徴とする波長変換ナノ粒子の製造方法。
【請求項２】
前記第１混合工程では、前記コア部（１１）の原料となるイオン源（２０、２１）として、Ｚｎと前記Ｎ−アセチル−Ｌ−システインとを１：４．８のモル比で含む水溶液を用い、
前記第２混合工程では、前記発光源としてのイオンを含んだイオン源（２４）として、Ｍｎと前記Ｎ−アセチル−Ｌ−システインとを１：１のモル比で含む水溶液を用いることを特徴とする請求項１に記載の波長変換ナノ粒子の製造方法。
【請求項３】
前記第２加熱工程及び前記第３加熱工程では、前記加熱としてマイクロ波加熱を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の波長変換ナノ粒子の製造方法。
【請求項４】
前記第１加熱工程では、加熱温度が１５０℃〜２００℃であり、
前記第２加熱工程及び前記第３加熱工程では、加熱温度が８０℃〜１４０℃であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の波長変換ナノ粒子の製造方法。
【請求項５】
前記第１加熱工程、前記第２加熱工程、及び前記第３加熱工程では、加熱時のｐＨが６〜８であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の波長変換ナノ粒子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長変換ナノ粒子及びその製造方法、波長変換ナノ粒子を含んだ溶液に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、励起光を吸収すると共に、励起されたエネルギーを所定のバンドギャップエネルギーで遷移させることで、そのエネルギーに相当する波長の光を発光する波長変換材料としての半導体ナノ粒子が知られている。
【０００３】
具体的に、特許文献１では、コアがシェルに覆われて構成された半導体ナノ粒子が提案されている。このようなコアシェル構造では、バンドギャップエネルギーがより大きい化合物で被覆されることにより半導体ナノ粒子表面のエネルギー状態が安定する。このため、半導体ナノ粒子の発光効率が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００８−５４４０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術では、コアとシェルとの間の格子不整合に起因して、多数の結晶欠陥が発生したり、コアやシェルの表面に凹凸が発生する。このため、コア及びその上のシェルの結晶性が著しく低下し、表面に結晶欠陥が出来易くなるので、バンド端発光以外にも結晶欠陥による弱い発光が起き、ひいてはエネルギー利用効率が低下するという問題がある。
【０００６】
本発明は上記点に鑑み、発光強度を高めることができる波長変換ナノ粒子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明では、励起光を吸収することによって励起状態を発生させるコア部（１１）と、コア部（１１）を覆うと共に、励起状態のコア部（１１）からのエネルギー移動に伴ってバンドギャップエネルギーに対応した波長の光を発生させる発光源としてのイオンを含んでおり、さらに最表面（１５）に水溶性配位子が配置されたシェル部（１２）と、を備え、発光源としてのイオンは、Ｍｎイオンであり、コア部（１１）はＺｎＳｅを主成分として構成され、シェル部（１２）はＺｎＳを主成分として構成された波長変換ナノ粒子の製造方法であって、まず、コア部（１１）の原料となるイオン源（２０、２１）を、水溶性配位子としてＮ−アセチル−Ｌ−システインを含んだ水溶液中で混合する（第１混合工程）。また、第１混合工程で得られた第１混合液（２２）のｐＨを調整する（調整工程）。そして、調整工程で得られた第１混合液（２２）を加熱することで第１混合液（２２）中にコア部（１１）を形成する（第１加熱工程）。
【００１０】
次に、第１混合液（２２）にシェル部（１２）の原料となるイオン源（２３）及び発光源としてのイオンを含んだイオン源（２４）を混合し（第２混合工程）、第２混合工程で得られた第２混合液（２５）を加熱することでシェル部（１２）の一部を形成する（第２加熱工程）。
【００１１】
また、第２加熱工程後の第２混合液（２５）にシェル部（１２）の原料となるイオン源（２３）を混合し（第３混合工程）、第３混合工程で得られた第３混合液（２６）を加熱することでシェル部（１２）の一部を形成する（第３加熱工程）ことを特徴とする。
【００１２】
以上の製造方法によると、コア部（１１）の製造時に長時間の加熱を行っても白濁が起こらないので、コア部１１の結晶性が向上する。これに伴い、シェル部（１２）の結晶性も向上する。このため、波長変換ナノ粒子（１０）の全体で結晶欠陥が少ない構造を得ることができる。したがって、波長変換ナノ粒子（１０）における結晶欠陥による発光を抑制することができ、ひいては波長変換ナノ粒子（１０）の発光強度を向上させることができる。
【００１３】
なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る波長変換ナノ粒子の断面図である。
【図２】波長変換ナノ粒子の波長変換機能を説明するための図である。
【図３】波長変換ナノ粒子の製造工程を示した図である。
【図４】波長変換ナノ粒子と比較品の発光スペクトルを示した図である。
【図５】波長変換ナノ粒子にＭｎをドープしたものとドープしないものの発光スペクトルを示した図である。
【図６】コア部のシェル化の回数を変化させたときの波長変換ナノ粒子の発光スペクトルを示した図である。
【図７】図６に示された波長変換ナノ粒子の発光スペクトルに対する比較例として、コアにＭｎイオンがドープされたものについての発光スペクトルを示した図である。
【図８】Ｓ／Ｓｅ比と内部量子効率との関係を示した図である。
【図９】Ｓ／Ｓｅ比を変化させたときの波長変換ナノ粒子の発光スペクトルを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図に基づいて説明する。本実施形態に係る波長変換ナノ粒子は、例えば太陽電池を構成するガラス表面に塗布されることで入射光の波長を所定の波長に変換することにより当該太陽電池の効率を向上させる等の用途に使用される。
【００１６】
図１に示されるように、波長変換ナノ粒子１０は、コア部１１及びシェル部１２を備えて構成されている。このうちのコア部１１は、励起光を吸収することによって励起状態を発生させる結晶部分である。コア部１１は、半導体材料であるＺｎＳｅを主成分として構成されている。
【００１７】
図２に示されるように、波長変換ナノ粒子１０に紫外線（ＵＶ）を含んだ励起光が入射すると、コア部１１の電子がＺｎＳｅのエネルギー準位に従って励起されて励起状態となる。なお、励起された電子が元のエネルギー準位に戻る際にする発光がバンド端発光である。
【００１８】
図１に示されたシェル部１２は、コア部１１を覆う結晶部分である。シェル部１２は、半導体材料であるＺｎＳを主成分として構成されている。このように、コア部１１及びシェル部１２はコアシェル構造を構成し、それぞれＺｎ原子を含んで構成されている。
【００１９】
また、シェル部１２は、発光源としてのイオンを含んでいる。発光源としてのイオンは、Ｍｎイオン（Ｍｎ２＋）である。図２に示されるように、Ｍｎイオンは、励起状態のコア部１１からのエネルギー移動に伴ってバンドギャップエネルギーに対応した波長の光を発生させる役割を果たす。このように、シェル部１２にはドーパントがドープされており、ドーパントがコア部１１からのエネルギー移動によって発光する。
【００２０】
ここで、シェル部１２は、第１シェル部１３及び第２シェル部１４を有している。第１シェル部１３はコア部１１を覆うと共に、Ｍｎイオンを含んだ部分である。第２シェル部１４は、第１シェル部１３を覆うと共に、Ｍｎイオンを含んでいない部分である。これら各シェル部１３、１４は、図１では図示していないが、それぞれ薄い層が複数積層されて構成されている。
【００２１】
さらに、シェル部１２は、最表面１５に水溶性配位子であるＮ−アセチル−Ｌ−システインが配置されている。これにより、波長変換ナノ粒子１０が水に分散すなわち溶けやすくなっている。つまり、波長変換ナノ粒子１０を水溶液中で保存することができる。以下では、Ｎ−アセチル−Ｌ−システインをＮＡＣという。
【００２２】
次に、波長変換ナノ粒子１０の製造方法について説明する。まず、コア部１１を形成する。具体的には、図３（ａ）に示す第１混合工程では、コア部１１の原料となるイオン源２０、２１を、水溶性配位子としてＮ−アセチル−Ｌ−システインを含んだ水溶液中で混合する。これにより、第１混合液２２を作る。
【００２３】
イオン源２０はＺｎイオンを含んだＺｎ源であり、例えばＺｎ（ＣｌＯ４）２・６Ｈ２Ｏ（過塩素酸亜鉛）である。また、イオン源２０は、ＺｎとＮＡＣとを１：４．８のモル比で含む水溶液である。イオン源２０をこの条件とすることで結晶性の良いコア部１１を形成することができる。一方、イオン源２１はＳｅイオンを含んだＳｅイオン源であり、例えばＮａＨＳｅである。
【００２４】
続いて、図３（ｂ）に示す調整工程では、第１混合工程で得られた第１混合液２２のｐＨが６．０となるように第１混合液２２に水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を添加する。
【００２５】
そして、図３（ｃ）に示す第１加熱工程では、ｐＨ調整された第１混合液２２を加熱することで第１混合液２２中にコア部１１の結晶（ＺｎＳｅ）を形成する。加熱は、ユラボ社のオートクレーブやオイルバスを用いることができる。加熱時間は６０分であり、加熱温度は１５０℃〜２００℃である。長時間で高温の加熱を行うことでコア部１１の結晶性を良くすることができる。
【００２６】
また、第１加熱工程では、ｐＨ調整された第１混合液２２の加熱時のｐＨを６〜８としている。これは、ｐＨが６より低いと波長変換ナノ粒子１０が壊れてイオン化してしまい、ｐＨが８より高いと波長変換ナノ粒子１０の発光効率が悪くなってしまうからである。本工程では、ｐＨを６．０とした。
【００２７】
次に、シェル部１２を形成する。まず、図３（ｄ）に示す第２混合工程では、第１加熱工程で得られた第１混合液２２にシェル部１２の原料となるイオン源２３及び発光源としてのイオンを含んだイオン源２４を混合する。これにより、第２混合液２５を作る。
【００２８】
イオン源２３は、Ｚｎイオン及びＳイオンを含んだＺｎ源及びＳ源であり、例えばＺｎ（ＣｌＯ４）２・６Ｈ２Ｏ及びＮａ２Ｓである。イオン源２３は水溶液である。一方、イオン源２４は、Ｍｎイオンを含んだＭｎ源であり、例えばＭｎ（ＣｌＯ４）２・６Ｈ２Ｏである。また、イオン源２４は、ＭｎとＮＡＣとを１：１のモル比で含む水溶液である。イオン源２４をこの条件とすることで結晶性の良いシェル部１２を形成することができる。
【００２９】
ここで、Ｍｎのモル比がＺｎに対して１０％となるように、イオン源２４のモル比を調整する。これは、この後の工程でイオン源２３、２４を第２混合液２５に何度も追加していくためである。
【００３０】
続いて、図３（ｅ）に示す第２加熱工程では、第２混合液２５をマイクロ波加熱する。マイクロ波加熱は、ＣＥＭ社のＤｉｓｃｏｖｅｒ  ＳＰを用いることができる。加熱時間は５分であり、加熱温度は８０℃〜１００℃である。この温度範囲とすることで良好な結晶が得られる。これにより、コア部１１の表面にＭｎイオンを含んだＺｎＳの層を一層形成する。第２加熱工程においても、加熱時の第２混合液２５のｐＨは６〜８になっている。
【００３１】
Ｍｎイオンを含んでいない第１混合液２２に対して、Ｍｎイオンを含んだ第２混合液２５に対する加熱時間を短くしているのは、第２混合液２５の白濁を抑制するためである。すなわち、シェル部１２のＮＡＣの配位が無くなって複数の粒子が凝集して結晶欠陥が発生してしまうことを抑制するためである。
【００３２】
そして、ＳとＳｅとのモル比がＳ／Ｓｅ＝２．０になるまで、図３（ｄ）の第２混合工程と図３（ｅ）の第２加熱工程とを繰り返す。例えば、第２混合液２５に対して０．２５モルのＳを含んだイオン源２３を混合して加熱することを６回繰り返す。これにより、シェル部１２の一部であるＭｎイオンを含んだ複数のＺｎＳの層、すなわち第１シェル部１３を形成する。
【００３３】
この後、図３（ｆ）に示す第３混合工程では、第２混合液２５にシェル部１２の原料となるイオン源２３を混合する。これにより、第３混合液２６を作る。そして、図３（ｇ）に示す第３加熱工程では、第３混合液２６をマイクロ波加熱する。加熱時間は２分であり、加熱温度は１００℃〜１４０℃である。この温度範囲とすることで良好な結晶が得られる。これにより、シェル部１２の一部であるＺｎＳの層を形成する。第３加熱工程においても、加熱時の第３混合液２６のｐＨは６〜８になっている。
【００３４】
そして、上記と同様に、ＳとＳｅとのモル比がＳ／Ｓｅ＝１５になるまで、図３（ｆ）の第３混合工程と図３（ｇ）の第３加熱工程とを繰り返す。これにより、複数のＺｎＳの層、すなわち第２シェル部１４を形成する。こうして、コア部１１がシェル部１２で被覆された波長変換ナノ粒子１０（ＺｎＳｅ／Ｍｎ／ＺｎＳ）が完成する。ここで、シェル部１２の最表面１５にはＮＡＣが配位しており、波長変換ナノ粒子１０が水溶液中に分散した状態になっている。このようにして、波長変換ナノ粒子１０が完成する。
【００３５】
発明者らは、上記のように製造した波長変換ナノ粒子１０に対して３２５ｎｍの励起光を照射して発光スペクトルを測定した。比較例として、コアであるＺｎＳｅＳにＭｎイオンをドープしたナノ粒子（ＺｎＳｅＳ：Ｍｎ）の発光スペクトルも測定した。比較品はシェル部１２が無い構成である。測定には日本分光株式会社の分光蛍光光度計ＦＰ８６００を用いた。その結果を図４に示す。
【００３６】
図４に示されるように、本実施形態に係る波長変換ナノ粒子１０では４００ｎｍ付近と６００ｎｍ付近に発光強度のピークが現れた。一方、比較品では６００ｎｍ付近に発光強度のピークが現れた。４００ｎｍ付近のピークはＺｎＳｅのバンド端発光によるピークである。また、６００ｎｍ付近のピークはＭｎの発光によるピークであり、可視光の発光である。波長変換ナノ粒子１０は、可視光について、比較品に対して約４倍高い発光強度が得られた。なお、４８０ｎｍ付近のピークは結晶欠陥によるピークであると考えられる。
【００３７】
また、発明者らは、図４に示された蛍光波長の範囲で波長変換ナノ粒子１０が吸収した光に対してどれだけ発光したかを示す全内部量子効率を調べた。その結果、波長変換ナノ粒子１０の全内部量子効率は５８．７％であった。これは、吸収した光の６割程度を発光に変換したことを意味する。Ｍｎの発光ピーク付近である５００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲では、波長変換ナノ粒子１０の全内部量子効率は５１．９％であった。
【００３８】
これに対し、比較品の全内部量子効率は３１．０％であった。また、５００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲では、比較品の全内部量子効率は２８．３％であった。すなわち、波長変換ナノ粒子１０は比較品に対して約２倍の発光効率を持った素子であると言える。
【００３９】
さらに、発明者らは、本実施形態に係る波長変換ナノ粒子１０と、当該波長変換ナノ粒子１０のシェル部１２にＭｎイオンをドープしないものと、の発光スペクトルをそれぞれ測定した。その結果を図５に示す。
【００４０】
図５に示されるように、Ｍｎイオンをドープした波長変換ナノ粒子１０は図４に示された発光スペクトルと同じになる。一方、Ｍｎイオンをドープしていない波長変換ナノ粒子１０の発光スペクトルは、４００ｎｍ付近のバンド端発光のピークが大きく現れるが、６００ｎｍ付近ではほとんど発光のピークが現れない。なお、Ｍｎイオンをドープしていない波長変換ナノ粒子１０の全内部量子効率は５２．８％であった。このように、シェル部１２にドーパントをドープすることによって、入射光から所望の波長の光を選択的に取り出すことができる。
【００４１】
また、発明者らは、波長変換ナノ粒子１０のシェル部１２の被覆層数を変化させたときの波長変換ナノ粒子１０（ＺｎＳｅ／ＺｎＳ：Ｍｎ）の発光スペクトルを測定した。その結果を図６に示す。なお、測定装置及び測定条件は上記と同じである。また、横軸は光子エネルギーを示し、縦軸は発光強度を示している。
【００４２】
図６に示されるように、ＺｎＳｅで構成されたコア部１１のみでは、３．０ｅＶ〜３．５ｅＶにピークが現れた。そして、コア部１１にシェル化を１回行ったものは、コア部１１のピークだけではなく、２．０９ｅＶにもピークが現れた。この２．０９ｅＶのピークはシェル部１２にドープされたＭｎイオンによるものである。
【００４３】
そして、コア部１１に対するシェル化を４回行ったものは１回行ったものよりも発光強度のピーク値が大きくなった。なお、シェル化とは、図３（ｆ）の第３混合工程と図３（ｇ）の第３加熱工程とを繰り返すことである。
【００４４】
さらに、コア部１１のシェル化を５回行ったものは４回のものよりも発光強度のピーク値が大きくなった。このように、コア部１１に対してシェル部１２の層を厚くすることでＭｎイオンによる発光のピークが大きくなることがわかった。これは、シェル部１２に含まれるＭｎイオンの量が増加したことに対応していると考えられる。
【００４５】
これに対する比較例として、発明者らは、コアであるＺｎＳｅにＭｎイオンをドープしたものをＺｎＳｅでシェル化したナノ粒子（ＺｎＳｅ：Ｍｎ／ＺｎＳ）の発光スペクトルも測定した。その結果を図７に示す。
【００４６】
図７に示されるように、Ｍｎイオンを含むＺｎＳｅのコアのみでは、２．１３ｅＶにピークが現れた。そして、コアがＺｎＳでシェル化された場合、１回のシェル化によって３．０ｅＶ付近にＺｎＳのピークが現れた。Ｍｎイオンはコアに含まれるだけであるので、シェル化の回数が４回や５回に増加しても２．１３ｅＶのピーク値の増加は僅かだった。また、ピーク値の最大値は、波長変換ナノ粒子１０よりも低い値であり、図６に示されたシェル化１回目と同程度であった。
【００４７】
上記の結果によると、シェル部１２に発光源であるＭｎイオンが含まれる波長変換ナノ粒子１０の場合、Ｍｎイオンの発光スペクトルのピークが２．１２ｅＶよりも低エネルギー側に現れている。さらに詳細には、ピークが２．１０ｅＶよりも低エネルギー側に現れている。また、Ｍｎイオンの発光スペクトルのピークは２．０６ｅＶよりも高エネルギー側に現れている。
【００４８】
したがって、２．０６ｅＶ〜２．１２ｅＶの範囲、より詳細には２．０６ｅＶ〜２．１０ｅＶの範囲に発光スペクトルのピークが現れた場合、そのピークはコア部１１にＭｎイオンがドープされた波長変換ナノ粒子１０のピークであると言える。
【００４９】
ここで、波長と発光エネルギーとの関係は一義的に決まる。したがって、２．１２ｅＶを波長変換（＝１２４０／２．１２）すると、５８５ｎｍとなる。したがって、波長の観点では、波長変換ナノ粒子１０のＭｎイオンの発光スペクトルのピークは５８５ｎｍよりも長波長側に現れる。
【００５０】
同様に、２．１０ｅＶを波長変換すると５９０ｎｍであるので、Ｍｎイオンの発光スペクトルのピークは５９０ｎｍよりも長波長側に現れる。波長の上限値についても同様に、２．０６ｅＶを波長変換すると６０１ｎｍであるので、Ｍｎイオンの発光スペクトルのピークは６０１ｎｍよりも低波長側に現れる。
【００５１】
したがって、５８５ｎｍ〜６０１ｎｍの範囲、より詳細には５９０ｎｍ〜６０１ｎｍの範囲に発光スペクトルのピークが現れた場合、そのピークはコア部１１にＭｎイオンがドープされた波長変換ナノ粒子１０のピークであると言える。
【００５２】
また、発明者らは、コア部１１を構成するＳｅに対してシェル部１２を構成するＳの比を変化させたときの内部量子効率及び発光スペクトルについて調べた。発光スペクトルの測定装置及び測定条件は上記と同じである。
【００５３】
ここでは、２個の試料を用意し、各試料に対してＳ／Ｓｅ比を大きくしていくと共に、Ｓ／Ｓｅ比が１６、４６、６９、９２の場合の４点で測定を行った。測定値の平均値±３σを算出した。その結果を図８に示す。図８の横軸はＳ／Ｓｅ比を示しており、Ｓ／Ｓｅ比が大きいほどシェル部１２の層が何層も重ねられて厚くなっていることを意味する。
【００５４】
図８に示されるように、Ｓ／Ｓｅ比と内部量子効率との関係は、比１６の場合は５９．５±１．３％になり、比４６の場合は６４．２±５．２％になり、比６９の場合は６６．９±７．０％になり、比９２の場合のは５７．９±９．９％になった。
【００５５】
そして、上記の４点から、Ｓ／Ｓｅ比が１６以上８６以下の場合、内部量子効率が確実に６０％以上になった。したがって、Ｓ／Ｓｅ比が１６以上８６以下の範囲となるように波長変換ナノ粒子１０を構成することで、高い波長変換効率が得られる。また、Ｓ／Ｓｅ比を４６以上７６以下の範囲に限定することで、さらに高波長変換効率を持つ波長変換ナノ粒子１０が得られる。
【００５６】
図９に示されるように、Ｓ／Ｓｅ比が１６、４６、６９、９２の場合の発光スペクトルのピークは、２．０７ｅＶに現れた。もちろん、上述の２．０６ｅＶ〜２．１０ｅＶの範囲に含まれている。さらに、Ｓ／Ｓｅ比が小さくなるほど、発光強度が高くなる結果となった。なお、図９では、横軸を蛍光波長で示している。２．０７ｅＶを波長変換すると５９９ｎｍに対応する。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態に係る波長変換ナノ粒子１０では、コア部１１にドーパントがドープされているのではなく、コア部１１を覆うシェル部１２にドープされた構成が特徴となっている。これによると、コア部１１の製造時に長時間の加熱が可能になり、コア部１１の結晶性が向上するので、コア部１１の上に形成されるシェル部１２の結晶性も向上する。このため、波長変換ナノ粒子１０の全体で結晶欠陥が少なくなり、ひいては結晶欠陥による発光を抑制することができる。すなわち、入射光を効率的に所望の波長の光に変換することができる。したがって、波長変換ナノ粒子１０のエネルギー利用効率を向上させることができる。言い換えると、波長変換ナノ粒子１０の発光強度を向上させることができる。
【００５８】
また、波長変換ナノ粒子１０の最表面１５には水溶性配位子が配置されているので、波長変換ナノ粒子１０が水に溶けやすくなっている。このため、波長変換ナノ粒子１０を利用する際の取扱いを容易にすることができる。
【００５９】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態で示された波長変換ナノ粒子１０が液体に分散・拡散した状態になっている。このように、本実施形態では、波長変換ナノ粒子１０は溶液として取り扱われる。液体が水の場合、波長変換ナノ粒子１０は水溶液の状態で取り扱われる。
【００６０】
本実施形態に係る発光源としてのイオンはＭｎイオンである。したがって、溶液の状態において、第１実施形態と同様に、発光スペクトルのピークが２．１２ｅＶあるいは２．１０ｅＶよりも低エネルギー側に現れる。一方、発光スペクトルのピークが２．０６ｅＶよりも高エネルギー側に現れる。以上のように、溶液の状態で波長変換ナノ粒子１０を取り扱うことができる。
【００６１】
なお、波長変換ナノ粒子１０を分散・拡散させる液体は水に限られず、他の液体を採用しても構わない。
【００６２】
（他の実施形態）
上記の実施形態で示された波長変換ナノ粒子１０の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、上記で示した波長変換ナノ粒子１０の製造条件は一例であり、他の条件で製造しても構わない。
【００６３】
上記各実施形態ではドーパントとしてＭｎイオンが用いられたが、これは一例である。例えば、ドーパントとしてＣｕ２＋、Ｅｕ３＋、Ｙｂ３＋等の他のイオンを採用しても良い。これにより、ドーパントに対応した波長を取り出すことが可能となる。
【００６４】
また、コア部１１及びシェル部１２を他の半導体材料で構成しても良い。さらに、水溶性配位子としては、ＮＡＣの他、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、メルカプトこはく酸等を採用しても良い。
【符号の説明】
【００６５】
１１                    コア部
１２                    シェル部
１５                    最表面
２０、２１、２３、２４  イオン源
２２、２５、２６        混合液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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