[發明專利]具有立方體形或四棱柱形的巖鹽型氧化物納米粒子和微細金屬粒子的接合結構體、及其制造方法

有效

• 申請號: 201380040344.9
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN104507870B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 古賀健司;平澤誠一
• 申請（專利權）人: 獨立行政法人產業技術綜合研究所
• 主分類號: C01G53/04
• 分類號: C01G53/04;C01G51/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 李英

技術領域

本發明為可期待應用于催化劑、電子設備等的巖鹽型氧化物納米粒子和金屬納米粒子的接合結構體(以下，有時簡稱為“接合結構體”。另外，“接合結構體”有時也稱為“接合體”、“復合結構體”、“接合納米粒子”、“復合納米粒子”。)、及其高純度的生成方法，其特征在于，巖鹽型氧化物納米粒子部分具有立方體形或四棱柱形的形狀。

背景技術

表示巖鹽(NaCl)型結構的氧化物(以下，簡稱為“巖鹽型氧化物”)作為工業上非常重要的物質組自很早以前就已得知。在巖鹽型氧化物中存在NiO、CoO、MgO、TiO、FeO、VO、MnO、TaO、NbO、ZrO、CaO、BaO、SrO、CdO、EuO、SmO等單金屬的氧化物及許多復合氧化物。巖鹽型氧化物為由+2價的金屬陽離子和－2價氧陰離子構成的離子性結晶。其結晶結構屬于立方晶系，在{100}、{111}、{110}這3種低指數面內最穩定地露出于表面的結晶面為保持電荷中性的{100}表面。在{111}表面，由于僅金屬離子或氧離子的任一者露出于表面，因此，電荷上最不穩定，{110}表面由于表面能高，因此不能成為最穩定表面。眾所周知，MgO結晶在{100}面解理，這是由于以上的性質。這樣，就巖鹽型氧化物而言，與具有其它結晶結構的物質相比，僅在{100}表面顯示較大的穩定性，因此，關于僅由{100}表面構成的立方體形、長方體形的納米粒子的生成，巖鹽型氧化物為最有前景的物質組。根據非專利文獻(1)及非專利文獻(2)，啟示了巖鹽型氧化物NiO、CoO可穩定地形成具有立方體形及四棱柱形的納米粒子。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：US2005/0167646A1

專利文獻2：US2010/0044209A1

專利文獻3：US2009/0088843A1

非專利文獻

非專利文獻1：C.-N.Huang?et?al.，J.Cryst.Growth，305，2007，285-295.

非專利文獻2：D.-P.Chen?et?al.，Cryst.Growth?Des.，12，2012，2842-2849.

非專利文獻3：T.Mokari?et?al.，Science，304，2004，1787-1790.

非專利文獻4：T.Mokariet?al.，Nature?Mater.，4，2005，855-863.

非專利文獻5：D.Steiner?et?al.，Phys.Rev.Lett.，95，2005，056805-1-056805-4.

非專利文獻6：A.H.Khan?et?al.，Chem.Comm.，47，2011，8421-8423.

非專利文獻7：M.T.Sheldon?et?al.，NanoLett.，9，2009，3676-3682.

非專利文獻8：L.Carbone?et?al.，J.Mater.Chem.，16，2006，3952-3956.

非專利文獻9：P.D.Cozzoli?and?L.Manna，Nature?Mater.，4，2005，801-802.

發明內容

發明所要解決的課題

納米粒子具有立方體形(納米立方體)、四棱柱形(納米棒)的形狀的情況下，其最大的優點在于，使粒子擔載于固體基板上時，6面內的1面與基板表面平行地設置的概率變得非常高。因此，僅通過向固體基板表面散布納米粒子，即可在不進行特別的外部操作的情況下向基板表面容易地設置各個納米粒子的特定的結晶面。該特質為對于用于構建各種納米器件來說非常有前景的特質。另外，由于粒子的表面彼此容易平行地接觸，因此，也容易產生規則的排列，與球形的情況相比，還具有可得到大的填充率的優點。通過有效利用這樣的性質，可以通過特定的結晶表面彼此將不同種類的立方體形、四棱柱形納米粒子相互接合并聚集、疊層。這樣的疊層例如在半導體納米器件的構建等中非常有前景。

通過在具有立方體形、四棱柱形的巖鹽型氧化物納米粒子的表面上擔載、接合金屬(貴金屬、貴金屬合金)的納米粒子、簇，可以期待與金屬納米粒子的復合作用、接合界面帶來的新特性的顯現。這樣的納米級元件對于有效利用了立方體形、四棱柱形的優點的采用自組織排列控制(自己組織的配列制御)的集成器件的構建而言是不可或缺的。