扇形分子を用いたマイルドな条件下での金属ナノワイヤーの合成法の確立

建立利用扇形分子在温和条件下合成金属纳米线的方法

基本信息

批准号：
16750114
负责人：
植田一正
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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

金属ナノワイヤーは、ナノスケール回路や量子効果を利用した電子デバイスへの応用が期待されている。しかし、これまでに報告された幅数nm程度の無機ナノワイヤーの合成には、高温、高圧や超高真空などの過激な条件が必要であり、その寿命は10秒以下と極めて短く、反応系から安定に単離されることは無かった。そこで本研究では、分子間相互作用の強いredox活性を示す扇型分子を利用し、常温・常圧下溶液中金属塩を還元することにより有機分子によってナノワイヤーが覆われた金属ナノワイヤーの合成方法の確立を目指して研究を進めている。平成18年度は、1)分子間相互作用を担う置換基を導入したredox活性扇形分子の自己組織化能の評価および、2)デバイス化を目指した基板上での簡便な構造体作成法の確立を行った。1.分子間相互作用を担う置換基を導入したredox活性扇型分子の自己組織可能の評価硫黄-ヨウ素間の相互作用の期待されるredox活性扇型分子を合成し、その結晶構造を明らかにした。結晶中、硫黄-ヨウ素間の弱いvan der Waals接触を介して、2分子がくぼみ部分を向かい合わせることにより、小さな空孔を形成していることが明らかとなった。2.デバイス化を目指した基板上での簡単な構造体作成法の確立直径200nmのポリスチレン微粒子が被覆率30%で表面を覆っている基板に、有機材料溶液を塗布し、溶媒蒸発後にセロテープで微粒子を剥ぎ取ることにより、粒子の存在した位置に外形130nm、厚さ10nm程度のリング状堆積物を簡単に得ることに成功した。この方法は、無機材料で用いられているクリーンルームや高真空装置を用いることなく、常温・常圧下で簡単に数十ナノメートルサイズのリング状堆積物を与え、ナノサイズの空孔を簡便に作成することを可能にした。

金属纳米线有望应用于利用量子效应的纳米级电路和电子设备。然而，目前报道的数纳米宽度的无机纳米线的合成需要高温、高压、超高真空等极端条件，且其寿命极短，不足10秒，反应体系中无法稳定分离因此，在本研究中，我们利用具有强分子间相互作用的氧化还原活性的扇形分子，在室温和压力下还原溶液中的金属盐，从而合成有机分子覆盖的金属纳米线。建立这一点。 2006财年，我们的重点是：1）评估引入了负责分子间相互作用的取代基的氧化还原活性扇形分子的自组装能力，以及2）建立一种在基板上创建结构的简单方法，旨在创建器件。我做到了。 1.引入负责分子间相互作用的取代基的氧化还原活性扇形分子的自组装评估合成预期在硫和碘之间相互作用的氧化还原活性扇形分子，并揭示其晶体结构。研究表明，在晶体中，两个分子以其凹陷相互面对，通过硫和碘之间的弱范德华接触形成一个小孔。 2. 建立一种在基板上创建结构的简单方法，旨在将其制成器件将有机材料溶液涂覆到表面覆盖有直径为 200 nm 的聚苯乙烯颗粒的基板上，覆盖率为30%，溶剂蒸发后，用玻璃纸胶带覆盖，通过剥离细颗粒，我们成功地在该位置轻松获得了外径为130 nm、厚度约为10 nm的环形沉积物。颗粒存在的地方。该方法无需使用用于无机材料的洁净室或高真空设备，即可在室温和常压下轻松形成数十纳米尺寸的环形沉积物，并且轻松形成纳米尺寸的孔。