溶媒フリー合成法による半導体ナノ粒子の構造制御と大量合成

无溶剂合成法半导体纳米颗粒的结构控制和大规模合成

基本信息

批准号：
17655081
负责人：
寺西利治
金额：
$ 1.86万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

可視光領域にバンドギャップを持つ半導体ナノ粒子は、発光ダイオードなどの受光・発光素子あるいは光電変換素子として極めて重要な位置にあり、ナノスケールでの構造制御および大量合成技術の開発が切望されている。本研究では、可視領域に発光波長を有するCdSナノ粒子、ならびに、近赤外領域に発光波長を有するCU_xSナノ粒子に焦点を当て、金属前駆体および含カルコゲン有機分子の混合物を不活性ガス下で熱処理することにより、半導体ナノ粒子の一次構造(粒径、形状)を制御し、大量合成することを目的とした。新規硫化物半導体の新規合成法の確立のため、ステアリン酸カドミウム、1,3-ジブチルチオ尿素、1-ドデカンチオール、オレイルアミンのη-オクチルエーテル溶液を230℃に加熱することにより、CdSナノ粒子を合成した。反応時間を変化させることにより、六方晶構造を有する単分散なCdSナノ粒子が得られ、'その粒径を1.5〜3.8nmの範囲で制御することができた。これは、アミンによる1,3-ジブチルチオ尿素のC-S結合開裂の反応性が比較的低く、核形成段階をうまく制御できたためと考えられる。さらに、得られたCdSナノ粒子は量子収率60%を示し、410〜460nmの範囲でバンド端発光の発光波長を制御することが可能であった。同様の手法により、単分散CU_xSナノ粒子の合成にも成功し、ディスク状の粒子が生成していることが明らかとなった。チオールおよび1,3-ジブチルチオ尿素の添加量あるいは反応時間により、Cu_<1.75>Sナノディスクの粒径を5〜15nmの範囲で制御することが可能であり、結晶構造ならびに構造特異的な配列形成を明らかにした。加えて、二種類の硫化物半導体からなるCo_9S_8/PdS_xナノどんぐりの不安定Co_9S_8相の融合により、世界で初めて三つの相が異方的に相分離したPdS_x/Co_9S_8/PdS_xナノピーナッツの選択的合成に成功した。

在可见光区域中具有带隙的半导体纳米颗粒非常重要，因为光发射二极管或光发射元件或光转换元件，并且希望在纳米级中的结构控制和质量合成技术的发展。在这项研究中，专注于可见区域中具有光发射波长的CD纳米颗粒，以及在近红外区域发出光波长的CU_XS纳米颗粒，金属prioneer和Carcogen Organic Molecules的混合物通过热处理下的无限结构。控制半导体纳米颗粒的（粒径，形状），目的是组成大量。为了建立一种新的硫化物半导体的新合成方法，CD纳米颗粒是通过加热镉硬脂酸镉，1,3-二氧化碳，1-二二碳酸盐和Olail胺η-octyl ethel溶液合成的。通过更改反应时间，获得了具有六面结构的均匀CDS纳米颗粒，并且可以在1.5至3.8 nm的范围内控制粒径。这可能是因为1,3-二维氏尿素尿素的C-S结合的1,3-二肽尿素的反应性相对较低，并且核形成阶段得到了很好的控制。此外，获得的CDS纳米颗粒的量子产率为60％，并且可以控制条带的光发射波长在410至460 nm的范围内。同样的方法也成功地合成了单个变性的Cu_xs纳米颗粒，并揭示了磁盘颗粒已产生。 Cu_ <1.75>可以在5至15 nm的范围内控制SNANODISK，并根据硫醇的数量或反应时间和1,3-二维尿素的形式形成结构特殊的序列。此外，CO_9S_8/PDS_X CO_9S_8/PDS_X CO_9S_8/PDS_X NANO ACORN的不稳定CO_9S_8阶段，世界上第一个PDS_X/CO_9S_8/PDS_X选择性合成纳米蛋白螺母。

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Solventless Synthesis and Optical Properties of CdS Nanoparticles

CdS 纳米颗粒的无溶剂合成及其光学性质

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Trans.Mater.Res.Soc.Jpn. 31
影响因子：
0
作者：
M.Kobayashi;A.Takahara;Kei.Inumaru;Kei.Inumaru;Kei.Inumaru;T.Teranishi et al.;T.Teranishi et al.;M.Kanehara et al.
通讯作者：
M.Kanehara et al.

Anisotropically Phase-Segregated CoPd Sulfide Nanoacorns : Stability Improvement and New Heterostructures

各向异性相分离的硫化钴纳米橡子：稳定性改进和新的异质结构

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Chem.Lett. (in press)
影响因子：
0
作者：
M.Kobayashi;A.Takahara;Kei.Inumaru;Kei.Inumaru;Kei.Inumaru;T.Teranishi et al.;T.Teranishi et al.
通讯作者：
T.Teranishi et al.

Anisotropically Phase-Separated Biphasic Particles (highlight article)

各向异性相分离双相颗粒（亮点文章）

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Small 2
影响因子：
0
作者：
M.Kobayashi;A.Takahara;Kei.Inumaru;Kei.Inumaru;Kei.Inumaru;T.Teranishi et al.;T.Teranishi et al.;M.Kanehara et al.;T.Teranishi
通讯作者：
T.Teranishi

Size Tuning and Optical Properties of CdSe Nanoparticles Synthesized from Cadmium Stearate

由硬脂酸镉合成的 CdSe 纳米颗粒的尺寸调节和光学性质

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Chem.Lett. 34(7)
影响因子：
0
作者：
M.Kobayashi;A.Takahara;Kei.Inumaru;Kei.Inumaru;Kei.Inumaru;T.Teranishi et al.;T.Teranishi et al.;M.Kanehara et al.;T.Teranishi;M.Kanehara et al.;T.Teranishi et al.
通讯作者：
T.Teranishi et al.