[发明专利]掺杂有碳族元素的纳米金刚石的制造方法及纯化方法

说明书

本发明提供掺杂有碳族元素的纳米金刚石的制造方法，该方法包括：使含有至少一种炸药和至少一种碳族元素化合物的炸药组合物在密闭容器内爆炸，得到掺杂有选自Si、Ge、Sn及Pb中的至少一种碳族元素的纳米金刚石的爆轰工序；和对掺杂有碳族元素的纳米金刚石进行碱处理以除去碳族元素和/或其氧化物的工序。

技术领域

本发明涉及掺杂有碳族元素的纳米金刚石的制造方法及纯化方法。

背景技术

金刚石的发光中心是纳米尺寸且化学性稳定的荧光性发色团，其不会显示出在有机物的荧光体中常见的生物体内的分解、褪色、闪烁，因此，作为荧光成像的探针而备受期待。另外，也有时能够从外部测量在发光中心内被激发的电子的自旋信息，由此，也期待作为ODMR(Optically Detected Magnetic Resonance；光学检测磁共振)、量子比特的利用。

作为金刚石的发光中心的一种的SiV中心在发光光谱中具有被称作ZPL(零声子水平，Zero Phonon Level)的尖峰(非专利文献1)。

掺杂有硅的金刚石通过CVD(化学气相沉积)法等制造(专利文献1～2)。

非专利文献2对陨石中的纳米金刚石进行了分析，但未制造具有SiV(硅空位，Silicon-Vacancy)中心的纳米金刚石。非专利文献2中通过模拟而示出了在1.1nm～1.8nm的纳米金刚石中，SiV中心是热力学稳定的。

非专利文献3的图1通过AFM(原子力显微镜)而公开了通过CVD法调整的具有SiV中心的纳米金刚石。在图1的右上的曲线图中，记载了纵轴为高度(nm)、横轴为位置(微米)，可以明确，其峰高度为约9nm，但宽度(位置)至少为70nm。

非专利文献4中公开了下述内容：作为种子溶液，使用3-4nm的纳米金刚石，通过MWPECVD法使其在硅晶片上生长而得到包含SiV中心的平均粒径73nm的纳米金刚石。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2014-504254

专利文献2：日本特开2004-176132

非专利文献

非专利文献1：E.Neuetal.APPLIED PHYSICS LETTERS 98,243107(2011)

非专利文献2：Nat Nanotechnol.2014Jan；9(1):54-8.doi:10.1038/nnano.2013.255.Epub 2013Dec 8.

非专利文献3：Adv Sci Lett.2011Feb 1；4(2):512-515.

非专利文献4：Diamond and Related Materials,Volume 65,2016,Pages87-90

发明内容

发明所要解决的问题

本发明的目的之一在于提供掺杂有硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)等碳族元素的纳米金刚石的制造方法及纯化方法。

解决问题的方法

本发明提供以下的掺杂有碳族元素的纳米金刚石的制造方法及纯化方法。

项1.掺杂有碳族元素的纳米金刚石的制造方法，该方法包括：

使含有至少一种炸药和至少一种碳族元素化合物的炸药组合物在密闭容器内爆炸，得到掺杂有选自Si、Ge、Sn及Pb中的至少一种碳族元素的纳米金刚石的爆轰工序；和

对掺杂有碳族元素的纳米金刚石进行碱处理以除去上述碳族元素和/或其氧化物的工序。