金属ナノ粒子集合体の電子状態-孤立粒子からフラクタル状、樹枝状、粒子単結晶へ

金属纳米颗粒聚集体的电子态 - 从孤立的颗粒到分形、树枝状和颗粒单晶

基本信息

批准号：
04F04402
负责人：
木村啓作
金额：
$ 1.54万
依托单位：
University of Hyogo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

サイズと形状の揃ったナノ粒子を一個の原子と見なして新しい人工格子を作成することが近年、次世代のナノテクノロジーの鍵となる基礎技術として注目を集めている。我々の研究室でも水溶性のチオール修飾子とした金、銀ナノ粒子を作成し、これを操作ユニットとする各種の集積体の作成に成功した。更にナノ粒子をランダムにパッキングさせた球状の集積体、また高温下で結晶化させる事による樹枝状の結晶も得られた。将来の広範な応用を考えて、この粒子を油溶性に変化させるためTOAB, CTAB等の界面活性剤を更にチオール修飾子の周りに修飾し三重構造のナノ粒子を構成する事を今年度の目標とし、それに成功した。更にこれらから成る粒子結晶を作製し、ナノメートルの周期構造を持つ量子ドット結晶の電子構造を分光学的な手法で研究している。各種のナノ粒子集積体を作成するとの観点から水溶性CuIナノ粒子の新しい合成法を二種類開発し論文誌に発表した。作成した粒子のサイズを分別するために各種の方法を検討し、ナノ粒子の相間移動の分別効果を利用し、銀ナノ粒子を標準試料として(鋭い表面プラズモンピークが分別の良いマーカーとなる)、系統的に有機溶媒を変化させ電子顕微鏡によるサイズ分布の測定とあわせ、この方法が有用であることを示した。また次に述べるように収量は小さいが電気泳動法による精密な分別法を適用して粒子結晶の作成を行った。量子結晶を作成するためには粒子のサイズを精密に揃える必要があり、そのため粒子をポリアクリルアミドゲル電気泳動法によりサイズ分別をし、それを出発原料に用いて、気液界面での粒子結晶の連続的な電子顕微鏡測定を行い、その成長メカニズムを検討した。

近年来，通过将统一大小和形状的纳米颗粒视为一个原子来创建新的人工晶格，作为下一代纳米技术的关键基本技术，它吸引了人们的注意力。我们的实验室还将金和银纳米颗粒作为水溶性硫醇修饰剂，并成功地创建了使用它们作为操作单元的各种聚集物。此外，还通过在高温下结晶而获得了随机堆积的纳米颗粒的球形积累和树突状晶体。考虑到许多未来的应用，本财政年度的目标是进一步修改表面活性剂，例如硫醇修饰剂周围的Toab和CTAB，以形成三结构化的纳米颗粒，以将这些颗粒转化为油溶剂。此外，生产由它们组成的粒子晶体，并使用光谱技术研究了具有纳米周期结构的量子点晶体的电子结构。为了创建各种纳米颗粒的积累，已经开发并发表了两种新的水溶性CUI纳米颗粒合成方法。研究了各种方法以分离如此制备的颗粒的大小，并使用纳米颗粒相位转移的分离效应，使用银纳米颗粒作为标准样品（尖锐的表面等离子体峰成为歧视的良好标记），系统地变化有机溶剂并使用电子显微镜测量尺寸分布，表明该方法有用。此外，如下所述，粒子晶体是通过使用电泳的精确分级方法来制备的，尽管产率很小。为了产生量子晶体，必须准确地对齐颗粒，因此通过聚丙烯酰胺凝胶电泳对颗粒进行尺寸，然后在气体界面处通过连续电子显微镜分离颗粒，并检查了生长机制。