1次元機能性酸化物の創製と化学・物理的な特性解明

一维功能氧化物的创建及其化学和物理性质的阐明

基本信息

批准号：
06F06555
负责人：
板東義雄
金额：
$ 1.47万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

ナノワイヤーなどの1次元ナノスケール物質はナノチューブとともに、次世代の新機能性物質として注目されている。特に、ZnSはワイドギャップ半導体として、化学的・熱的に安定であり、紫外線レーザーやガスセンサーなどの応用が期待される重要なナノ物質である。本研究ではZnSなどのワイドギャップ半導体の新規な合成法の開発とその機能特性を解明することである。本年度は下記の成果を挙げた。1.ZnS(半導体)と金属(In)との複合構造型のヘテロ接合ナノワイヤーやナノチューブを合成することに成功した。さらに、ZnOナノチューブの表面に1次元に配向した微細なZnSナノワイヤーをじ丁度櫛のような形状をしたナノ組織体を創製することに成功した。このようなヘテロのナノ組織体はZnSのナノワイヤーが1次元に配向している利点に加えて、ナノワイヤーの先端が5nmΦと特に鋭いために、従来のZnSナノワイヤーに比べて100倍以上、優れた電界放射特性を示すことが明らかとなった。2.Inの金属ナノワイヤーを含んだZnSナノチューブは超電導特性を示すことを明らかにした。3.ZnSとZnOのヘテロ接合型の複合ナノワイヤーを創製し、その微細構造や特性を解明した。ナノワイヤーは共に単結晶で、ZnSは3C型の立方晶と2H型の六方晶が超格子を組んだような構造をしていた。ZnS/ZnOヘテロ構造体の極低温でのカソードルミネセンスを測定すると、ZnSやZnOの単体では観察されない新しいピークが認められた。約355nmに位置したこの紫外線発光は界面の存在により発現した新ピークである。このような、ヘテロ接合体は紫外線レーザーや紫外線センサー等への応用が期待される。なお、本成果はNano Letter(2008)に掲載された。

一维纳米级材料（例如纳米线）引起了人们的注意，纳米管作为下一代的新功能材料。特别是，ZnS是一种非常重要的纳米材料，作为宽间隙半导体具有化学和热稳定，预计将应用于紫外线激光器和气体传感器。这项研究旨在开发用于宽间隙半导体（例如Zns）并阐明其功能特性的新型合成方法。今年，我们取得了以下结果：1。我们成功合成了ZnS（半导体）和金属（IN）复合结构的纳米线和纳米管。此外，我们成功地创建了一个纳米结构体，该体在ZnO纳米管的表面上具有一维的细ZnS纳米线，并且形状像梳子一样。除了ZnS纳米线以一个维度定向的优势外，还表明纳米线的尖端在5nmφ下特别锋利，这在5NMφ下显示出比常规ZnS纳米线高的100倍更好的场发射特性。 2。揭示了含有金属纳米线的ZnS纳米管具有超导性能。 3。我们创建了Zns和Zno的异临型型纳米线，并阐明了它们的精细结构和特性。两种纳米线都是单晶，Zns的结构看起来像是由3C型立方晶体和2H型六边形晶体形成的超晶格。当在极低的温度下测量ZnS/ZnO异质结构的阴极发光时，仅观察到Zns或ZnO观察到的新峰。该紫外线发射位于大约355 nm，是一个新峰，通过界面的存在表示。预计此类杂合子将应用于紫外线激光器，紫外传感器等。结果发表在Nano Letter（2008）中。