(57)【要約】  １２族元素及び１６族元素を含有する１２−１６族半導体、１３族元素及び１５族元素を含有する１３−１５族半導体、又は、１４族元素を含有する１４族半導体を含み、プラズマ周波数が１．７×１０１４ｒａｄ／ｓ〜４．７×１０１４ｒａｄ／ｓであり、最大長さが１ｎｍ〜２，０００ｎｍである、半導体粒子、上記半導体粒子を用いた分散物、フィルム、光学フィルタ、建築用部材又は放射冷却装置。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１２族元素及び１６族元素を含有する１２−１６族半導体、１３族元素及び１５族元素を含有する１３−１５族半導体、又は、１４族元素を含有する１４族半導体を含み、
プラズマ周波数が１．７×１０１４ｒａｄ／ｓ〜４．７×１０１４ｒａｄ／ｓであり、
最大長さが１ｎｍ〜２，０００ｎｍである、
半導体粒子。
【請求項２】
表面に配位子を有する、請求項１に記載の半導体粒子。
【請求項３】
プラズマ周波数が、１．９×１０１４ｒａｄ／ｓ〜３．０×１０１４ｒａｄ／ｓである、請求項１又は請求項２に記載の半導体粒子。
【請求項４】
１３−１５族半導体を含む、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の半導体粒子。
【請求項５】
ＩｎＰ、ＩｎＧａＰ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ及びＧａＡｓよりなる群から選ばれた少なくとも１種の半導体を含む、請求項４に記載の半導体粒子。
【請求項６】
ＩｎＰを含む、請求項４又は請求項５に記載の半導体粒子。
【請求項７】
キャリア濃度が６．５×１０１８ｃｍ−３〜５×１０１９ｃｍ−３である、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の半導体粒子。
【請求項８】
キャリア濃度が８×１０１８ｃｍ−３〜２×１０１９ｃｍ−３である、請求項７に記載の半導体粒子。
【請求項９】
ドーパントを更に含有する、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の半導体粒子。
【請求項１０】
前記ドーパントが、Ｓｎ、Ｃ、Ｓｉ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｍｇ及びＺｎよりなる群から選ばれた少なくとも１種である、請求項９に記載の半導体粒子。
【請求項１１】
前記ドーパントがＳｎである、請求項９又は請求項１０に記載の半導体粒子。
【請求項１２】
前記最大長さが、１ｎｍ〜１，０００ｎｍである、請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の半導体粒子。
【請求項１３】
前記最大長さが、５ｎｍ〜１００ｎｍである、請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の半導体粒子。
【請求項１４】
シェル層を有する、請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の半導体粒子。
【請求項１５】
５μｍ〜１５μｍの波長範囲における透過率に、極小透過波長を有する、請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載の半導体粒子。
【請求項１６】
遠赤外線吸収材料形成用である、請求項１〜請求項１５のいずれか１項に記載の半導体粒子。
【請求項１７】
遠赤外線反射材料形成用である、請求項１〜請求項１５のいずれか１項に記載の半導体粒子。
【請求項１８】
請求項１〜請求項１７のいずれか１項に記載の半導体粒子と、媒質と、を含む
分散物。
【請求項１９】
請求項１〜請求項１７のいずれか１項に記載の半導体粒子を含む、フィルム。
【請求項２０】
請求項１〜請求項１７のいずれか１項に記載の半導体粒子を含む、光学フィルタ。
【請求項２１】
請求項１〜請求項１７のいずれか１項に記載の半導体粒子を含む、建築用部材。
【請求項２２】
請求項１〜請求項１７のいずれか１項に記載の半導体粒子を含む、放射冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体粒子、分散物、フィルム、光学フィルタ、建築用部材、及び、放射冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠赤外領域（波長５μｍ〜１５μｍ）における赤外光を選択的に吸収（選択吸収）又は反射（選択反射）する材料の製造が検討されている。【０００３】
例えば、下記非特許文献１には、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）ナノ粒子を用いて、波長１μｍ以上２μｍ未満の近赤外光を選択的に吸収する材料が記載されている。
また、下記非特許文献２には、ＳｉＯ２ナノ粒子及びＳｉＣナノ粒子のいずれか又は両方を用いた、遠赤外領域における赤外光を選択的に吸収する材料が記載されている。【０００４】
非特許文献１：Kanehara M. Koike H. Yoshinaga T. and Teranishi T. Indium Tin Oxide Nanoparticles with Compositionally Tunable Surface Plasmon Resonance Frequencies in the Near-IR Region, Journal of American Chemistry Society, Vol.131 17736-17740, 200.
非特許文献２：A. R. Gentle and G. B. Smith. Radiative Heat Pumping from the Earth Using Surface Phonon Resonant Nanoparticles, Nanoletters, vol.10 373-379, 2010.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らは、非特許文献１に記載のＩＴＯナノ粒子を用いた場合には、近赤外光は選択的に吸収可能であるが、遠赤外光の吸収は困難であることを見出した。
また、本発明者らは、非特許文献２に記載のＳｉＯ２ナノ粒子及びＳｉＣナノ粒子のいずれか又は両方を用いた場合には、それぞれの材料に固有の吸収波長を吸収する材料が得られるが、遠赤外光のなかでも、任意の波長の光を吸収する材料を得ることは困難であることを見出した。【０００６】
本発明の実施形態が解決しようとする課題は、遠赤外領域における任意に選択された波長領域の赤外光の選択吸収又は選択反射を可能とする半導体粒子、上記半導体粒子を用いた分散物、フィルム、光学フィルタ、建築用部材又は放射冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための手段には、以下の態様が含まれる。
＜１＞  １２族元素及び１６族元素を含有する１２−１６族半導体、１３族元素及び１５族元素を含有する１３−１５族半導体、又は、１４族元素を含有する１４族半導体を含み、プラズマ周波数が１．７×１０１４ｒａｄ／ｓ〜４．７×１０１４ｒａｄ／ｓであり、最大長さが１ｎｍ〜２，０００ｎｍである、半導体粒子。
＜２＞  表面に配位子を有する、上記＜１＞に記載の半導体粒子。
＜３＞  プラズマ周波数が、１．９×１０１４ｒａｄ／ｓ〜３．０×１０１４ｒａｄ／ｓである、上記＜１＞又は＜２＞に記載の半導体粒子。
＜４＞  １３−１５族半導体を含む、上記＜１＞〜＜３＞のいずれか１つに記載の半導体粒子。
＜５＞  ＩｎＰ、ＩｎＧａＰ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ及びＧａＡｓよりなる群から選ばれた少なくとも１種の半導体を含む、上記＜４＞に記載の半導体粒子。
＜６＞  ＩｎＰを含む、上記＜４＞又は＜５＞に記載の半導体粒子。
＜７＞  キャリア濃度が６．５×１０１８ｃｍ−３〜５×１０１９ｃｍ−３である、上記＜１＞〜＜６＞のいずれか１つに記載の半導体粒子。
＜８＞  キャリア濃度が８×１０１８ｃｍ−３〜２×１０１９ｃｍ−３である、上記＜７＞に記載の半導体粒子。
＜９＞  ドーパントを更に含有する、上記＜１＞〜＜８＞のいずれか１つに記載の半導体粒子。
＜１０＞  上記ドーパントが、Ｓｎ、Ｃ、Ｓｉ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｍｇ及びＺｎよりなる群から選ばれた少なくとも１種である、上記＜９＞に記載の半導体粒子。
＜１１＞  上記ドーパントがＳｎである、上記＜９＞又は＜１０＞に記載の半導体粒子。
＜１２＞  上記最大長さが、１ｎｍ〜１，０００ｎｍである、上記＜１＞〜＜１１＞のいずれか１つに記載の半導体粒子。
＜１３＞  上記最大長さが、５ｎｍ〜１００ｎｍである、上記＜１＞〜＜１２＞のいずれか１つに記載の半導体粒子。
＜１４＞  シェル層を有する、上記＜１＞〜＜１３＞のいずれか１つに記載の半導体粒子。
＜１５＞  ５μｍ〜１５μｍの波長範囲における透過率に、極小透過波長を有する、上記＜１＞〜＜１４＞のいずれか１つに記載の半導体粒子。
＜１６＞  遠赤外線吸収材料形成用である、上記＜１＞〜＜１５＞のいずれか１つに記載の半導体粒子。
＜１７＞  遠赤外線反射材料形成用である、上記＜１＞〜＜１５＞のいずれか１つに記載の、半導体粒子。
＜１８＞  上記＜１＞〜＜１７＞のいずれか１つに記載の半導体粒子と、媒質と、を含む分散物。
＜１９＞  上記＜１＞〜＜１７＞のいずれか１つに記載の半導体粒子を含む、フィルム。
＜２０＞  上記＜１＞〜＜１７＞のいずれか１つに記載の半導体粒子を含む、光学フィルタ。
＜２１＞  上記＜１＞〜＜１７＞のいずれか１つに記載の半導体粒子を含む、建築用部材。
＜２２＞  上記＜１＞〜＜１７＞のいずれか１つに記載の半導体粒子を含む、放射冷却装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の実施形態によれば、遠赤外領域における任意に選択された波長領域の赤外光の選択吸収又は選択反射を可能とする半導体粒子、上記半導体粒子を用いた分散物、フィルム、光学フィルタ、建築用部材又は放射冷却装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ＦＤＴＤ法によるシミュレーションで用いた構造を示す概略図である。
【図２】実施例１〜実施例９及び比較例１〜比較例２の結果を示すグラフである。
【図３】実施例１０〜実施例１５及び比較例３の結果を示すグラフである。
【図４】実施例１７〜実施例２１の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下において、本開示の内容について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本開示の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本開示はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、数値範囲を示す「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
なお、本明細書において、好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
【００１１】
（半導体粒子）
本開示に係る半導体粒子は、１２族元素及び１６族元素を含有する１２−１６族半導体、１３族元素及び１５族元素を含有する１３−１５族半導体、又は、１４族元素を含有する１４族半導体を含み、プラズマ周波数が１．７×１０１４ｒａｄ／ｓ〜４．７×１０１４ｒａｄ／ｓであり、最大長さが１ｎｍ〜２，０００ｎｍである。
本開示に係る半導体粒子は、遠赤外線吸収材料形成用、又は、遠赤外線反射材料形成用として好適に使用される。
【００１２】
上述の通り、従来の赤外光を吸収する材料においては、遠赤外領域における遠赤外領域における任意に選択された波長領域の赤外光の選択吸収又は選択反射を行うことは困難であった。
そこで、本発明者らが鋭意検討した結果、本開示に係る半導体粒子によれば、遠赤外領域における遠赤外領域における任意に選択された波長領域の赤外光の選択吸収又は選択反射を行うことができることを見出した。
【００１３】
本開示に係る半導体粒子において、遠赤外領域における選択吸収又は選択反射は、プラズモン共鳴によるものであると考えられる。
プラズモン共鳴の起こる波長は、プラズマ周波数と相関がある。プラズマ周波数ωｐは、材料の自由電子密度（キャリア濃度）により決まる値であり、下記式Ａにより算出される。
【数１】
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【００１４】
ここでＮはキャリア濃度、eは電子素電荷、ε０は真空の電子誘電率、ε∞は周波数無限大の時の半導体材料の電子誘電率、ｍｅ＊は半導体材料中の電子の有効質量である。ここで各種パラメータはバルクにおける公知文献値を用いる。
ここで、本発明者らは、半導体粒子におけるプラズマ周波数を１．７×１０１４ｒａｄ／ｓ〜４．７×１０１４ｒａｄ／ｓの間で制御することにより、遠赤外領域の任意の波長における共鳴を実現することが可能であることを見出した。
【００１５】
また、プラズモン共鳴による強い選択吸収又は選択反射を実現するためには、材料のプラズマ衝突周波数が十分に低いことが重要であると考えられる。すなわち材料のキャリア移動度が高く、イオン化不純物散乱などの散乱要因が少ないことが必要であると考えられる。なお、本開示において選択吸収又は選択反射が強いとは、特定の波長における吸収率又は反射率が高いことをいう。
プラズマ衝突周波数が高いと、自由電子のプラズマ振動が阻害され、十分な共鳴吸収が起こりにくくなり、赤外光の吸収係数又は反射率も低くなり、吸収又は反射におけるバンド幅も広くなって、赤外光の選択吸収又は選択反射の選択性も弱くなると推測される。
本発明者らは、純度の高い結晶を得ることが容易であり、且つ高い移動度が実現しやすい１２−１６族、１３−１５族、又は、１４族半導体を用いることによって、強い選択吸収又は選択反射を実現することが可能であることを見出した。
【００１６】
更に、本発明者らは、バルク状態の材料においては材料の表面付近でしかプラズモン共鳴が起こらないが、最大長さが１ｎｍ〜２，０００ｎｍの粒子を用いることにより、ほぼ粒子全体がプラズモン共鳴を起こし、強い選択吸収又は選択反射が実現されることを見出した。
以下、本開示に係る半導体粒子に含有される成分及び半導体粒子の特性について説明する。
【００１７】
＜半導体＞
本開示に係る半導体粒子は、１２族元素及び１６族元素を含有する１２−１６族半導体、１３族元素及び１５族元素を含有する１３−１５族半導体、又は、１４族元素を含有する１４族半導体を含む。
上記のそれぞれの半導体は、添加元素を含んでいてもよい。例えば１２−１６族半導体の場合には、母材の元素とは異なる１２族元素、１６族元素を添加してもよいし、１３−１５族半導体の場合には、母材の元素とは異なる１３族元素、１５族元素を添加してもよい。１４族半導体の場合には、母材の元素とは異なる１４族元素を添加してもよい。
例えば、化合物半導体がＩｎＰの場合、１３族元素としてはＧａやＡｌを添加してもよいし、１５族元素としてはＮやＡｓ、Ｓｂ、Ｂｉ等を添加してもよい。
【００１８】
これらの半導体としては、特に制限なく公知の半導体を使用することが可能であるが、例えば、Ｓｉ、ＳｉＧｅ、ＩｎＰ、ＧａＰ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＰ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＩｎＳｂ、ＧａＳｂ、ＩｎＡｓ、ＧａＡｓ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＴｅ等が挙げられる。
これらの中でも、半導体の結晶性を高め、プラズマ衝突周波数を低減しやすい点から、１３−１５族半導体であることが好ましく、ＩｎＰ、ＩｎＧａＰ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ、ＧａＡｓがより好ましい。また、半導体粒子の合成が比較的容易あり、かつ、ドーピングによるキャリア移動度の低下が少ないことから、ＩｎＰであることが更に望ましい。
【００１９】
〔キャリア濃度の制御〕
また、上記半導体は、後述するキャリア濃度を制御するため、ドーパントを更に含むか、結晶欠陥を含むことが好ましい。
これらの中でも、結晶性を維持し、キャリア移動度を向上させやすい観点から、ドーパントを更に含むことが好ましい。
上記ドーパントとしては、半導体の分野で公知のドーパントを特に制限なく用いることが可能である。
例えば、上記ドーパントとしては、特に限定されないが、Ｓｎ、Ｃ、Ｓｉ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｍｇ及びＺｎよりなる群から選ばれた少なくとも１種であることが好ましい。
Ｓｎ、Ｃ、Ｓｉ、Ｓ、Ｓｅ及びＴｅは１３−１５族半導体におけるｎドーパントであり、Ｚｎ及びＭｇは１３−１５族半導体におけるｐドーパントである。
これらの中でも、特に自由電子を放出しやすく、添加によって移動度が低下しにくい点から、上記ドーパントはＳｎであることが好ましい。
【００２０】
半導体の含有量は、半導体粒子の全質量に対し、２０質量％以上９９．８質量％以下であることが好ましく、３０質量％以上８５質量％以下であることがより好ましく、４０質量％以上７５質量％以下であることが更に好ましい。上記半導体の含有量の上限は特に限定されず、１００質量％以下であればよい。
【００２１】
＜プラズマ周波数＞
本開示に係る半導体粒子における、上記式Ａにより算出されるプラズマ周波数は１．７×１０１４ｒａｄ／ｓ〜４．７×１０１４ｒａｄ／ｓであり、１．９×１０１４ｒａｄ／ｓ〜３．０×１０１４ｒａｄ／ｓであることが好ましい。
本開示に係る半導体粒子は、半導体のキャリア濃度を調整することにより、プラズマ周波数を上記範囲内とすることができる。
【００２２】
〔半導体のキャリア濃度〕
半導体のキャリア濃度の定量は、キャリア濃度が比較的低い場合（例えば１０１９ｃｍ−３以下程度）にはＴｉｍｅ  Ｒｅｓｏｌｖｅｄ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ法（ＴＲＭＣ法）や、ＥＳＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｉｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）法、キャリア濃度が比較的高い場合、（例えば１０２０ｃｍ−３以上程度）薄膜状にしてホール移動度を測定することによって行われる。
本開示において、半導体のキャリア濃度は、遠赤外領域での選択吸収又は選択反射を実現する観点から、６．５×１０１８ｃｍ−３〜５×１０１９ｃｍ−３であることが好ましい。材料が１３−１５族半導体である場合、特に上記範囲内であることが好ましい。また例えば材料が１４族半導体である場合、２．６×１０１９ｃｍ−３〜２．０×１０２０ｃｍ−３である事が望ましい
また、室温付近での熱輻射制御が可能となる８μｍ〜１４μｍの波長範囲での選択吸収又は選択反射が実現しやすくなることから、半導体のキャリア濃度は８×１０１８ｃｍ−３〜２×１０１９ｃｍ−３であることが好ましい。
また、本開示におけるキャリア濃度は、キャリア濃度をプラズマ周波数に換算した場合に、１．９×１０１４ｒａｄ／ｓ〜３．０×１０１４ｒａｄ／ｓとなる値であることが好ましい。
【００２３】
＜最大長さ＞
本開示に係る半導体粒子は、最大長さが１ｎｍ〜２，０００ｎｍである。
遠赤外領域における赤外光の選択吸収又は選択反射する波長の選択性（バンド幅）を制御しやすい観点からは、１ｎｍ〜１，０００ｎｍであることが好ましく、５ｎｍ〜６００ｎｍであることがより好ましく、５ｎｍ〜４００ｎｍであることが更に好ましく、５ｎｍ〜１００ｎｍであることが特に好ましい。
また、遠赤外領域における赤外光の選択吸収性の観点からは、１ｎｍ〜１００ｎｍであることが好ましく、５ｎｍ〜１００ｎｍであることがより好ましく、５ｎｍ〜５０ｎｍであることがより好ましい。
遠赤外領域における赤外光の選択反射性の観点からは、１００ｎｍ〜２，０００ｎｍであることが好ましく、１００ｎｍ〜１，０００ｎｍであることがより好ましく、１００ｎｍ〜５００ｎｍであることがより好ましい。
【００２４】
上記最大長さは、例えば、ＦＥＩ社製  ＴＩＴＡＮ８０−３００等のＴＥＭ（Transmission Electron Microscope；透過型電子顕微鏡）を用いて粒子を観察し、平面画像における粒子に含まれる範囲内の任意の２点間の距離の最大値として測定される。
【００２５】
＜配位子＞
本開示に係る半導体粒子は、媒質への分散性の付与、及び最表面欠陥の低減の為、表面に配位子を有することが好ましい。配位子としては、特に制限なく公知の表面配位子を用いることが可能であり、ハロゲンや金属イオンなどの無機分子（元素）を含んでいてもよいし、有機分子を含んでいてもよいが、非極性溶媒への分散性等の観点から、配位部を有する脂肪族炭化水素を含むことが好ましい。
上記配位部は、配位子が半導体に配位する部分であって、半導体に配位する構造であれば特に制限なく用いることが可能であるが、カルボキシ基、窒素原子を含む基（アミノ基等）、硫黄原子を含む基（チオール基等）、ヒドロキシ基、リン原子を含む基（リン酸基、ホスホン酸基等）、オニウム基、ハロゲン元素、金属元素等が挙げられる。
上記配位子を含むことにより、例えば半導体粒子を溶剤中で分散物とした場合に、半導体粒子同士の凝集が抑制され、遠赤外線領域における選択吸収又は選択反射により優れる。
半導体粒子の分散性を向上する観点から、主鎖の炭素数が少なくとも６以上の配位子であることが好ましく、主鎖の炭素数が１０以上の配位子であることがより好ましい。主鎖の炭素数の上限は特に限定されないが、３０以下であることが好ましい。
なお、本開示において、主鎖とは、化合物の分子中で相対的に最も長い結合鎖を表す。
具体的には、デカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、オレイン酸、エルカ酸、オレイルアミン、ドデシルアミン、ドデカンチオール、１，２−ヘキサデカンジオール、トリオクチルホスフィンオキシド、臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム等が挙げられる。
【００２６】
本発明に係る半導体粒子において、表面に配位子が存在しているかどうかを確認するためには、例えばフーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴＩＲ）を用いることが出来る。例えばＦＴＩＲを用いる場合、２，９００〜３，０００ｃｍ−１付近の炭化水素基由来の伸縮振動の有無を測定することにより、対象となる粒子に表面配位子が存在しているかどうかを確認することができる。
【００２７】
上記配位子は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
半導体粒子の分散性の観点から、上記配位子の含有量は、半導体粒子の全質量に対し、０．２質量％〜８０質量％であることが好ましく、１５質量％〜７０質量％であることがより好ましく、２５質量％〜６０質量％であることが更に好ましい。
【００２８】
＜シェル層＞
また、半導体粒子に酸化等に対する耐久性を付与するために、半導体粒子はコア粒子とシェル層とを含むコア−シェル構造であってもよい。
シェル層の材料としては、特に限定されないが、半導体粒子の表面欠陥を低減し、高い移動度を実現し易くなるため、コア粒子と同一、あるいは類似の結晶系材料であることが好ましい。
例えばコア粒子が閃亜鉛鉱型構造の場合、シェル層も閃亜鉛鉱型材料であることが好ましい。また、コア粒子とシェル層との格子定数差が小さいほうが欠陥の少ない粒子を実現可能であるため、コア粒子とシェル層の格子不整合は１０％以下であることが望ましい。また、より欠陥の少ない粒子が得られやすくなる観点から、格子不整合は４％以下が望ましく、更には２％以下であることがより望ましい。
格子不整合（％）とは、｜コア層の格子定数−シェル層の格子定数｜／コア層の格子定数×１００により算出される値である。
特にコア粒子がＩｎＰの場合、シェル層はＧａＰ又はＺｎＳｅ、ＺｎＳ，ＺｎＳｅＳを含むことが好ましく、生体毒性が低く、かつ、欠陥の少ないシェルを形成しやすいＺｎＳを含むことがより好ましい。
また、シェル層が１２−１６族半導体の場合、任意の割合の１３族又は１５族元素が含まれていてもよいし、１３−１５族半導体の場合、任意の割合の１２族又は１６元素が含まれていてもよい。
また、本開示に係る半導体粒子は、複数のシェル層を有するマルチシェル構造であってもよい。上記複数のシェル層の材料は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００２９】
＜極大吸収波長＞
本開示に係る半導体粒子は、５μｍ〜１５μｍの波長範囲における透過率に、極小透過波長を有することが好ましく、室温付近での熱輻射制御を行う観点からは、８μｍ〜１４μｍの波長範囲における透過率に、極小透過波長を有することがより好ましい。
透過率は、本開示に係る半導体粒子を、グローブボックス中で両面研磨の1ｃｍ角のシリコン基板上におよそ２ｍｇ滴下乾燥後、ＦＴＩＲを用いて測定することにより得られる。
最小透過波長における透過率は、０．８以下であることが好ましく、０．７以下であることがより好ましい。上記透過率の下限は特に限定されず、０以上であればよい。
【００３０】
＜半導体粒子の形状＞
本開示に係る半導体粒子の形状は、特に限定されず、球形状、扁平状、ロッド形状等の形状が挙げられる。
また、２〜１０個程度の粒子が結合して二次粒子を形成していてもよい。
【００３１】
＜半導体粒子の製造方法＞
本開示に係る半導体粒子は、公知の方法により製造すればよい。
本開示における半導体粒子の製造方法の一実施態様としては、１２族元素又は１３族元素を含む原料と、ドーパントとなる元素を含む原料を添加して加熱撹拌する工程（第一の加熱撹拌工程）と、１６族元素又は１５族元素を含む原料を更に添加して粒子を形成する工程（第二の加熱撹拌工程）と、形成された粒子を加熱撹拌して粒子を成長させる工程（成長工程）と、を含む態様が挙げられる。
上記製造方法によれば、１２−１６族半導体、又は、１３−１５族半導体が得られる。
また、上記第一の加熱撹拌工程において、１２族元素又は１３族元素を含む原料に代えて１４族元素を含む原料を用い、上記第二の加熱工程において、１６族元素又は１５族元素を含む原料を添加せずに粒子を形成することにより、１４族半導体が得られる。
【００３２】
〔第一の加熱撹拌工程〕
第一の加熱撹拌工程における加熱撹拌方法としては、特に限定されず公知の方法が用いられる。加熱温度としては、材料に応じて適宜設定すればよいが、例えば１００℃〜３００℃が好ましい。
配位子を表面に有する半導体粒子を製造する場合、本工程において配位子を更に添加してもよい。
また、原料の酸化を抑制し、高結晶性の粒子を得やすくするため、第一の加熱撹拌工程における加熱撹拌は、真空下で行うか、窒素ガス下等の不活性雰囲気下で行うことが好ましい。また、これ以降の工程は全て不活性雰囲気下で行うことが好ましい。
【００３３】
〔第二の加熱撹拌工程〕
第二の加熱撹拌工程における加熱撹拌方法としては、特に制限なく公知の方法が用いられる。
加熱温度としては、材料に応じて適宜設定すればよいが、結晶性の高い粒子を得るために、２００℃以上とすることが好ましい。加熱温度の上限は特に限定されず、例えば５００℃以下であればよい。
配位子を表面に有する半導体粒子を製造する場合、本工程において配位子を更に添加してもよい。
【００３４】
〔成長工程〕
成長工程における加熱撹拌方法としては、特に制限なく公知の方法が用いられる。
加熱温度としては、特に制限されないが、１５０℃〜３５０℃とすることが好ましい。
加熱撹拌時間としては、特に制限されないが、１０分以上〜１０時間とすることが好ましい。上記加熱撹拌時間を適宜設定することにより、得られる半導体粒子の最大長さを調整することが可能である。
配位子を表面に有する半導体粒子を製造する場合、本工程において配位子を更に添加してもよい。
【００３５】
〔その他の工程〕
本開示における半導体粒子の製造方法は、その他の工程を含有してもよい。その他の工程としては、例えば、シェル層を形成する工程、成長工程により得られた粒子を冷却する工程、遠心分離等により得られた粒子を分離する工程等が挙げられる。
【００３６】
（分散物）
本開示に係る分散物は、本開示に係る半導体粒子と、媒質と、を含む。
本開示に係る分散物を用いることにより、フィルム、光学フィルタ、建築用部材、放射冷却装置等を製造することが可能となる。
【００３７】
＜半導体粒子＞
本開示に係る分散物は、本開示に係る半導体粒子を１種単独で含有してもよいし、２種以上を併用してもよい。
例えば、遠赤外領域における選択吸収又は選択反射する波長の選択性（バンド幅）を広くするために、プラズマ周波数が異なる粒子を２種以上含む態様としてもよい。上記態様の分散物は、例えば、放射冷却装置、光学フィルタ等に好適に使用される。
【００３８】
〔半導体粒子の含有量〕
本開示に係る分散物における、半導体粒子の含有量は、分散物の用途に応じて適宜設定すればよいが、分散物の全質量に対し、０．１質量％〜５０質量％であることが好ましく、０．５質量％〜３０質量％であることがより好ましい。
【００３９】
〔半導体粒子の平均最大長さ〕
本開示に係る分散物に含まれる半導体粒子の平均最大長さは、１ｎｍ〜２，０００ｎｍであることが好ましい。
遠赤外領域における赤外光の選択吸収又は選択反射する波長の選択性（バンド幅）を制御しやすい観点からは、１ｎｍ〜１，０００ｎｍであることが好ましく、５ｎｍ〜６００ｎｍであることがより好ましく、５ｎｍ〜４００ｎｍであることが更に好ましく、５ｎｍ〜１００ｎｍであることが特に好ましい。
また、遠赤外領域における赤外光の選択吸収性の観点からは、１ｎｍ〜１００ｎｍであることが好ましく、５ｎｍ〜１００ｎｍであることがより好ましく、５ｎｍ〜５０ｎｍであることがより好ましい。
遠赤外領域における赤外光の選択反射性の観点からは、１００ｎｍ〜２，０００ｎｍであることが好ましく、１００ｎｍ〜１，０００ｎｍであることがより好ましく、１００ｎｍ〜５００ｎｍであることがより好ましい。
上記平均最大長さは、例えば、ＦＥＩ社製  ＴＩＴＡＮ８０−３００等のＴＥＭ（Transmission Electron Microscope；透過型電子顕微鏡）を用いて粒子を観察し、平面画像における粒子上の任意の２点間の距離の最大値として測定された、１００個の粒子の最大長さの算術平均値として算出される。
【００４０】
＜媒質＞
媒質としては、特に限定されないが、例えば有機溶媒、エポキシ基を有する化合物、アクリル化合物、ビニル化合物等のモノマーを用いることが望ましい。具体的には、トルエンなどの芳香族炭化水素；クロロホルムなどのハロゲン化アルキル；ヘキサン、オクタン、ｎ−デカン、ｎ−ドデカン、ｎ−ヘキサデカン、及び、ｎ−オクタデカンなどの脂肪族飽和炭化水素；１−ウンデセン、１−ドデセン、１−ヘキサデセン、及び、１−オクタデセンなどの脂肪族不飽和炭化水素；トリオクチルホスフィン、トリオクチルホスフィンオキシド、アクリル酸エステル化合物等を用いることができる。
上記媒質は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
また、媒質としては、非極性溶媒であることが好ましい。
【００４１】
また、媒質としては、フィルム、光学フィルタ、建築用部材、放射冷却装置等の製造時に残存しにくい観点からは、沸点が２００℃以下であることが好ましく、１００℃以下であることがより好ましい。
【００４２】
＜その他の成分＞
本開示に係る分散物は、その他の成分を含有していてもよい。
その他の成分としては、公知の添加剤が挙げられる。
【００４３】
＜分散物の製造方法＞
本開示に係る分散物の製造方法としては、本開示に係る半導体粒子を媒質に分散する工程を含むことが好ましい。
分散方法としては、特に制限されず、例えば、超音波分散、ロールミル、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、コロイドミル、ペイントシェーカー等の公知の方法が挙げられる。
【００４４】
（フィルム）
本開示に係るフィルムは、本開示に係る半導体粒子を含む。
このようなフィルムを、例えばビルや建物、自動車などの窓ガラスに貼ることによって、特定の遠赤外光をカットすること、又は、放射冷却によって対象の温度を下げることが可能となり、冷却にかかる電力の使用を減少させることができる。
本開示に係るフィルムは、例えば、基材と、本開示に係る半導体粒子とを含むフィルムであることが好ましい。上記基材中に本開示に係る半導体粒子が含まれていてもよいし、上記基材上に本開示に係る半導体粒子を含む層が形成されていてもよい。
【００４５】
＜基材＞
基材としては、特に制限なくフィルム材料として公知の基材を用いることができ、例えば樹脂でもよいし、薄ガラスであってもよい。具体的には、アクリル樹脂、アイオノマー樹脂、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン等）、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体フィルム、ナイロン等をベースとする材料が挙げられる。
本開示に係る半導体粒子による、遠赤外領域における任意に選択された波長領域の赤外光の選択吸収又は選択反射を可能とするという効果が得られやすい観点から、基材としては、遠赤外領域での吸収が少ない樹脂を用いることが好ましい。具体的には、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン等）が好ましい。
【００４６】
基材の大きさや形には特に制限はなく、用途に応じて適宜設定すればよい。
基材の厚さとしては、特に制限されないが、５０μｍ〜１，０００μｍが好ましく、５０μｍ〜５００μｍであることがより好ましい。
【００４７】
＜半導体粒子＞
本開示に係るフィルムは、本開示に係る半導体粒子を１種単独で含有してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４８】
〔半導体粒子の含有量〕
本開示に係るフィルムにおける、半導体粒子の含有量は、分散物の用途に応じて適宜設定すればよいが、分散物の全体積に対し、０．５体積％〜８０体積％であることが好ましく、１．０体積％〜５０体積％であることがより好ましい。
【００４９】
〔半導体粒子の平均最大長さ〕
本開示に係るフィルムに含まれる半導体粒子の平均最大長さの好ましい態様は、上述の分散物における平均最大長さの好ましい態様と同様である。
本開示に係るフィルムにおける半導体粒子の平均最大長さは、フィルムをＴＥＭを用いて観察し、上記分散物における平均最大長さの測定方法と同様の方法により算出される。
【００５０】
＜その他の層＞
本開示に係るフィルムは、その他の層を有していてもよい。
その他の層としては、遠赤外線領域以外の少なくとも一部の領域の光を反射する反射層（例えば、可視光線を反射する反射層、近赤外光を反射する反射層等）、フィルムの分野で公知の機能性層等が挙げられる。
【００５１】
（光学フィルタ）
本開示に係る光学フィルタは、本開示に係る半導体粒子を含有する光学フィルタである。
本開示に係る光学フィルタは、例えば遠赤外カメラ（監視カメラやサーモグラフィー）等のレンズモジュールの一部として使用することが好適であり、特定波長領域のノイズ光をカットすること、又は、特定波長の吸収能を高めることにより、カメラの感度を向上させることが可能となる。
本開示に係る光学フィルタは、例えば、基材と、半導体粒子とを含むフィルタであることが好ましい。上記基材中に本開示に係る半導体粒子が含まれていてもよいし、上記基材上に本開示に係る半導体粒子を含む層が形成されていてもよい。
【００５２】
＜基材＞
基材としては、特に制限なく光学フィルタ用材料として公知の基材を用いることができ、例えば樹脂でもよいし、薄ガラスであってもよい。具体的には、ガラス及び上述のフィルム材料における基材において挙げた樹脂等が挙げられる。
【００５３】
基材の大きさや形には特に制限はなく、用途に応じて適宜設定すればよい。
基材の厚さとしては、特に制限されないが、５０μｍ〜１，０００μｍが好ましく、５０μｍ〜５００μｍであることがより好ましい。
【００５４】
＜半導体粒子＞
本開示に係る光学フィルタは、本開示に係る半導体粒子を１種単独で含有してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００５５】
〔半導体粒子の含有量、半導体粒子の平均最大長さ〕
本開示に係る光学フィルタにおける、半導体粒子の含有量及び半導体粒子の平均最大長さの好ましい態様は、上述の本開示に係るフィルムの半導体粒子の含有量及び半導体粒子の平均最大長さの好ましい態様と同様である。
【００５６】
＜その他の層＞
本開示に係る光学フィルタは、その他の層を有していてもよい。
その他の層としては、遠赤外線領域以外の少なくとも一部の領域の光を反射する反射層（例えば、可視光線を反射する反射層、近赤外光を反射する反射層等）、光学フィルタの分野で公知の機能性層等が挙げられる。
【００５７】
（建築用部材）
本開示に係る建築用部材は、本開示に係る半導体粒子を含有する建築用部材である。
例えば建物の屋根や、壁、窓ガラスに本開示に係る粒子を用いることによって、特定の波長の遠赤外光を吸収又は反射すること、又は、放射冷却によって無電化で対象の温度を下げることが可能である。
本開示に係る建築用部材は、例えば、基材と、半導体粒子とを含む建築用部材であることが好ましい。上記基材中に本開示に係る半導体粒子が含まれていてもよいし、上記基材上に本開示に係る半導体粒子を含む層が形成されていてもよい。
【００５８】
＜基材＞
基材としては、特に制限なく建築用部材に用いられる公知の基材を用いることができ、例えば樹脂、ガラス、金属、木材、コンクリート等が挙げられる。
【００５９】
＜半導体粒子＞
本開示に係る建築用部材は、本開示に係る半導体粒子を１種単独で含有してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００６０】
〔半導体粒子の含有量、半導体粒子の平均最大長さ〕
本開示に係る建築用部材における、半導体粒子の含有量及び半導体粒子の平均最大長さの好ましい態様は、上述の本開示に係るフィルムの半導体粒子の含有量及び半導体粒子の平均最大長さの好ましい態様と同様である。
【００６１】
＜フィルム、光学フィルタ、又は、建築用部材の製造方法＞
本開示に係るフィルム、光学フィルタ、建築用部材は、特に限定されず、公知の方法により製造すればよい。
本開示におけるフィルム、光学フィルタ、又は、建築用部材の製造方法の一実施態様としては、例えば、本開示に係る分散物に基材又は基材の原料を溶解する工程（溶解工程）、分散物を支持体に塗布する工程（塗布工程）、及び、必要に応じて、塗布された分散物を乾燥する工程（乾燥工程）を含む態様が挙げられる。
溶解工程により得られた、基材又は基材の原料が溶解された分散物を支持体に塗布し、必要に応じて基材の原料から基材を製造する工程（基材製造工程）や、乾燥工程を行うことにより、本開示に係るフィルム、本開示に係る光学フィルタ、又は、本開示に係る建築用部材が得られる。
本開示におけるフィルム、光学フィルタ、又は、建築用部材の製造方法の別の実施態様としては、例えば、本開示に係る分散物を基材上に塗布する工程（第二塗布工程）、及び、必要に応じて、塗布された分散物を乾燥する工程（第二乾燥工程）を含む態様が挙げられる。
【００６２】
〔溶解工程〕
溶解工程においては、基材又は基材の原料を本開示に係る分散物に溶解する。
この際、分散物に溶媒を追加してもよいし、基材の原料を、溶媒を含む組成物として追加してもよいし、基材又は基材の原料を溶媒に溶解した溶液として分散物と混合してもよい。好ましい溶媒としては、上述の媒質として記載した溶媒が挙げられる。
基材又は基材の原料としては、本開示に係るフィルム、本開示に係る光学フィルタ、又は、本開示に係る建築用部材におけるそれぞれの基材として説明した材料又はそれらの原料が挙げられ、例えば、樹脂が好ましい。
【００６３】
〔塗布工程〕
塗布工程における塗布方法としては、特に限定されないが、例えば、スピンコート法、バーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、インクジェット法、ディスペンサー法、スクリーン印刷法、凸版印刷法、凹版印刷法、等が挙げられる。
塗布工程における支持体としては、特に制限なく公知の支持体を用いることができ、分散物に含まれる溶剤に対する溶解性が低く、かつ、最終的に得られるフィルム、光学フィルタまたは建築用部材が容易に剥離できる支持体が好ましい。
【００６４】
〔基材製造工程〕
基材製造工程においては、基材の原料が溶解された分散物を用いて基材が製造される。
例えば、重合性化合物と、熱重合開始剤と、半導体粒子とを含む分散物を用い、これを加熱することにより、重合体に半導体粒子が分散されたフィルム等を得ることが可能となる。
基材製造工程は、分散物に含まれる基材の原料を用いて基材を形成する方法として公知の方法を特に制限なく使用することが可能である。
例えば、上述の熱重合による基材の製造の他に、基材の原料として、重合性化合物と、光重合開始剤と、半導体粒子とを含む場合に、活性光線の照射により基材を製造する方法等が挙げられる。
【００６５】
〔乾燥工程〕
乾燥工程における乾燥は、自然乾燥であってもよいし、加熱乾燥であってもよい。
加熱乾燥とする場合の加熱の方法には特に限定されず、ホットプレート加熱、電気炉加熱、赤外線加熱、マイクロ波加熱等から選択することができる。
また、乾燥における雰囲気に特に制限はないが、製造コスト等の観点から大気圧下、大気中で行うことが好ましい。
上述の塗布工程及び乾燥工程は、複数回繰り返して行ってもよい。
上記態様によれば、本開示に係る半導体粒子を含む層の厚さを所望とする厚さに調整しやすく、また、得られる上記層の特性をより向上させることができる。
【００６６】
〔第二塗布工程〕
第二塗布工程は、支持体ではなく基材上に塗布する以外は、上述の塗布工程と同様であの工程である。
【００６７】
〔第二乾燥工程〕
第二乾燥工程は、上述の乾燥工程と同様の工程である。
【００６８】
〔その他の工程〕
本開示におけるフィルム、光学フィルタ、又は、建築用部材の製造方法は、その他の工程を更に含んでもよい。
その他の工程としては、例えば、上述の遠赤外線領域以外の少なくとも一部の領域の光を反射する反射層、又は、上述の機能性層を形成する工程等が含まれる。
【００６９】
（放射冷却装置）
本開示に係る放射冷却装置は、本開示に係る半導体粒子を含む。
放射冷却装置としては、例えば、A. P. Ramanら著”Passive radiative cooling below ambient air temperature under direct sunlight” Nature, Vol. 515, 540, 2014.に記載された放射冷却装置が挙げられる。
波長選択放射層として、本開示に係るフィルムや光学フィルタ等を用いることにより、高い冷却効果を有する放射冷却装置を実現可能である。
【実施例】
【００７０】
以下、実施例により本開示を詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、及び、処理手順等は、本開示の実施形態の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。したがって、本開示の実施形態の範囲は以下に示す具体例に限定されない。なお、本実施例において、「部」、「％」とは、特に断りのない限り、「質量部」、「質量％」を意味する。【００７１】
（実施例１〜実施例１５）
＜ＦＤＴＤ法によるキャリア濃度とプラズモン共鳴の相関＞
特定の半導体粒子を用いて５μｍ〜１５μｍ帯でのプラズモン共鳴が生じることを、ＦＤＴＤ法（Finite-difference time-domain method）を用いて検証した。
図１にシミュレーションで用いた構造を示す。図１中、１２は媒質を、１４は半導体粒子を表し、Ｌ＝３００ｎｍ、Ｐ＝５０ｎｍ、Ｄ＝２０ｎｍ、Ｗ＝３０ｎｍとした。
ここで半導体粒子の屈折率の実部ｎ及び虚部ｋはDrude-modelを用いて算出した。また縦方向には周期的境界条件を仮定した。【００７２】
〔ＩｎＰ〕
以下、半導体粒子として、ＩｎＰ粒子を用いた場合のシミュレーション結果について記載する。プラズモン周波数は、周波数無限大での電子誘電率ε∞を９．６１、電子の有効質量を０．０７５ｍ０（ｍ０：自由電子の質量）、プラズマ衝突周波数を１．０×１０１３ｒａｄ／ｓとして計算した。
半導体粒子のキャリア濃度を表１に記載のように変化させた場合のプラズモン共鳴は図２のように変化した。
表１中、「プラズマ周波数」の欄の記載は、それぞれの半導体粒子のプラズマ周波数を表し、共鳴ピークの欄の値は、それぞれの半導体粒子の５μｍ〜１５μｍにおける最小透過波長を表す。なお、５．０Ｅ＋１９等の記載は、５．０×１０１９等を示している。【００７３】
【表１】
2018173707.tif 000004
【００７４】
上記の結果より、キャリア濃度から算出したプラズマ周波数が１．７×１０１４ｒａｄ／ｓ〜４．７×１０１４ｒａｄ／ｓの範囲にあることにより、５μｍ〜１５μｍ帯の選択吸収が実現できていることが分かった。【００７５】
〔Ｓｉ〕
以下、半導体粒子として、Ｓｉ粒子を用いた場合のシミュレーション結果について記載する。プラズモン周波数は、周波数無限大での電子誘電率εを１１．６６、電子の有効質量を０．２６ｍ０（ｍ０：自由電子の質量）、プラズマ衝突周波数を１．０×１０１３ｒａｄ／ｓとして計算した。
半導体粒子のキャリア濃度を表２に記載のように変化させた場合のプラズモン共鳴は図３に示すように変化した。
表２中、共鳴ピークの欄の値は、それぞれの半導体粒子の５μｍ〜１５μｍにおける最小透過波長を表す。なお、２．０Ｅ＋２０等の記載は、２．０×１０２０等を示している。【００７６】
【表２】
2018173707.tif 000005
【００７７】
図３に示すように、半導体粒子としてＳｉ粒子を用いた場合であっても、プラズマ周波数を１．７×１０１４ｒａｄ／ｓ〜４．６×１０１４ｒａｄ／ｓの間で制御することによって、遠赤外領域での選択吸収が実現できることが分かった。【００７８】
（実施例１６）
＜合成ＩｎＰ粒子におけるプラズモン共鳴＞
フラスコ中に３０ｍＬのオレイルアミン、塩化インジウム１．２ｇ（５．４ｍｍｏｌ）、２−エチルヘキサン酸スズ９．８μｌ（３０μｍｏｌ）を加え、真空下で１１０℃加熱攪拌を行い、原料を十分溶解させると共に脱気を行った。
次いで、窒素ガスフロー下でフラスコを２２０℃まで昇温し、溶液の温度が安定したところで、１．５ｍＬのトリスジメチルアミノホスフィン（８．２７ｍｍｏｌ）を加えた。その後、溶液を３００℃にした状態で１８０分間保持した。溶液が赤色〜黒色に着色し、粒子が形成している様子が確認された。
次いで、窒素ガスフロー状態を維持したまま、得られた分散液を室温まで冷却した。十分量のエタノールを加えた後、遠心分離を行い、粒子を沈殿させた。上澄みを廃棄した後、トルエン溶媒に分散させた。このようにして、ＳｎがドープされたＩｎＰ粒子（本開示に係る半導体粒子）のトルエン分散液（本開示に係る分散物、およそ１質量％濃度）を得た。
得られたＳｎがドープされたＩｎＰ粒子のキャリア濃度をＴＲＭＣ法で定量したところ、キャリア濃度は１．９×１０１９ｃｍ−３（プラズマ周波数２．９×１０１４ｒａｄ／ｓ）平均最大長さは９．８ｎｍ、また、含まれる半導体粒子のうち、最大長さが１ｎｍ〜２，０００ｎｍである半導体粒子の割合は約１００％であった。光学特性の評価は、合成した分散液２００μｌを、グローブボックス中で両面研磨の1ｃｍ角のシリコン基板上に滴下乾燥後、ＦＴＩＲを用いて測定することにより得た。
プラズモン共鳴ピーク（５μｍ〜１５μｍの波長領域における最小透過波長）は８．５μｍであった。
最小透過波長における透過率はおよそ０．５０であった。【００７９】
（実施例１７〜実施例２２）
＜半導体粒子の最大長さの影響＞
実施例１〜１５と同様の手法により、半導体粒子の最大長さを変化させた場合の透過、反射スペクトルを検討した。
半導体粒子の材料はＩｎＰとし、キャリア濃度は１．１×１０１９ｃｍ−３とした。
プラズモン周波数は、周波数無限大での電子誘電率εを９．６１、電子の有効質量を０．０７５ｍ０（ｍ０：自由電子の質量）、プラズマ衝突周波数を１．０×１０１３ｒａd/sとして計算した。
評価結果は図４に記載した。
各実施例における、図１におけるＬ、Ｐ、Ｄ、Ｗ及び粒子数はそれぞれ、表３に記載の通りとした。【００８０】
【表３】
2018173707.tif 000006
【００８１】
図４の結果から、半導体粒子の最大長さ（Ｄ）を２０ｎｍ〜２，０００ｎｍと変化させた場合にも同様の波長領域における選択吸収が実現できることがわかった。
また最大長さが１００ｎｍ以上の場合には、反射の割合が増強していた。すなわち、半導体粒子の最大長さを増大させることにより、選択反射材料として用いることが可能であることがわかった。
また、最大長さが２，０００ｎｍの場合には、長波側に裾を引くような吸収及び反射構造がより顕著になっていることが分かる。すなわち、最大長さを１，０００ｎｍ以上とすることにより、特定の波長に対する選択性が更に向上することがわかる。【００８２】
（実施例２３）
実施例１６で合成したＳｎがドープされたＩｎＰ粒子トルエン分散液１０ｍＬを、ＴＯＰＡＳ５０１３（ｐｏｌｙｐｌａｓｔｉｃｓ社製）５００ｍｇと混合撹拌し、オレフィン系樹脂が溶解した粒子トルエン分散液を調製した。上記トルエン分散液をＳｉ基板上に滴下し、真空乾燥機で２時間程乾燥させることによって、ＳｎドープＩｎＰ粒子が分散したポリオレフィンフィルムを作製した。得られたフィルムの光学特性は、実施例１６の合成ＩｎＰ粒子分散物のものとほぼ同様であり、最小透過波長における透過率はおよそ０．４５であった。
上記のように、本実施形態に係る半導体粒子を含むフィルムは、本実施形態に係る半導体粒子とほぼ同様の光学特性を有することがわかる。同様に、本実施形態に係る半導体粒子は、半導体粒子光学フィルタ、建築用材料、放射冷却装置にも使用可能であることがわかる。【００８３】
２０１７年３月２２日に出願された日本国特許出願第２０１７−０５４５８７号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び、技術規格は、個々の文献、特許出願、及び、技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
【符号の説明】
【００８４】
１２：媒質
１４：半導体粒子
【図１】
2018173707.tif 000007
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2018173707.tif 000011
2018173707.tif 000012
2018173707.tif 000013