[发明专利]具有立方体形或四棱柱形的岩盐型氧化物纳米粒子和微细金属粒子的接合结构体、及其制造方法

说明书

技术领域

本发明为可期待应用于催化剂、电子设备等的岩盐型氧化物纳米粒子和金属纳米粒子的接合结构体(以下，有时简称为“接合结构体”。另外，“接合结构体”有时也称为“接合体”、“复合结构体”、“接合纳米粒子”、“复合纳米粒子”。)、及其高纯度的生成方法，其特征在于，岩盐型氧化物纳米粒子部分具有立方体形或四棱柱形的形状。

背景技术

表示岩盐(NaCl)型结构的氧化物(以下，简称为“岩盐型氧化物”)作为工业上非常重要的物质组自很早以前就已得知。在岩盐型氧化物中存在NiO、CoO、MgO、TiO、FeO、VO、MnO、TaO、NbO、ZrO、CaO、BaO、SrO、CdO、EuO、SmO等单金属的氧化物及许多复合氧化物。岩盐型氧化物为由+2价的金属阳离子和－2价氧阴离子构成的离子性结晶。其结晶结构属于立方晶系，在{100}、{111}、{110}这3种低指数面内最稳定地露出于表面的结晶面为保持电荷中性的{100}表面。在{111}表面，由于仅金属离子或氧离子的任一者露出于表面，因此，电荷上最不稳定，{110}表面由于表面能高，因此不能成为最稳定表面。众所周知，MgO结晶在{100}面解理，这是由于以上的性质。这样，就岩盐型氧化物而言，与具有其它结晶结构的物质相比，仅在{100}表面显示较大的稳定性，因此，关于仅由{100}表面构成的立方体形、长方体形的纳米粒子的生成，岩盐型氧化物为最有前景的物质组。根据非专利文献(1)及非专利文献(2)，启示了岩盐型氧化物NiO、CoO可稳定地形成具有立方体形及四棱柱形的纳米粒子。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：US2005/0167646A1

专利文献2：US2010/0044209A1

专利文献3：US2009/0088843A1

非专利文献

非专利文献1：C.-N.Huang et al.，J.Cryst.Growth，305，2007，285-295.

非专利文献2：D.-P.Chen et al.，Cryst.Growth Des.，12，2012，2842-2849.

非专利文献3：T.Mokari et al.，Science，304，2004，1787-1790.

非专利文献4：T.Mokariet al.，Nature Mater.，4，2005，855-863.

非专利文献5：D.Steiner et al.，Phys.Rev.Lett.，95，2005，056805-1-056805-4.

非专利文献6：A.H.Khan et al.，Chem.Comm.，47，2011，8421-8423.

非专利文献7：M.T.Sheldon et al.，NanoLett.，9，2009，3676-3682.

非专利文献8：L.Carbone et al.，J.Mater.Chem.，16，2006，3952-3956.

非专利文献9：P.D.Cozzoli and L.Manna，Nature Mater.，4，2005，801-802.

发明内容

发明所要解决的课题

纳米粒子具有立方体形(纳米立方体)、四棱柱形(纳米棒)的形状的情况下，其最大的优点在于，使粒子担载于固体基板上时，6面内的1面与基板表面平行地设置的概率变得非常高。因此，仅通过向固体基板表面散布纳米粒子，即可在不进行特别的外部操作的情况下向基板表面容易地设置各个纳米粒子的特定的结晶面。该特质为对于用于构建各种纳米器件来说非常有前景的特质。另外，由于粒子的表面彼此容易平行地接触，因此，也容易产生规则的排列，与球形的情况相比，还具有可得到大的填充率的优点。通过有效利用这样的性质，可以通过特定的结晶表面彼此将不同种类的立方体形、四棱柱形纳米粒子相互接合并聚集、叠层。这样的叠层例如在半导体纳米器件的构建等中非常有前景。

通过在具有立方体形、四棱柱形的岩盐型氧化物纳米粒子的表面上担载、接合金属(贵金属、贵金属合金)的纳米粒子、簇，可以期待与金属纳米粒子的复合作用、接合界面带来的新特性的显现。这样的纳米级元件对于有效利用了立方体形、四棱柱形的优点的采用自组织排列控制(自己組織的配列制御)的集成器件的构建而言是不可或缺的。