量子ドットを用いる次元ハイブリッド集積体の創製と量子・光システム開拓

使用量子点创建维度混合聚集体以及量子/光学系统的开发

基本信息

批准号：
22K19083
负责人：
鳥本司
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、イオン液体に減圧下で金属スパッタ蒸着することで単分散な金属ナノ粒子を高精度に作製する手法（イオン液体/金属スパッタ蒸着法）を応用し、異なる金属を逐次的にスパッタ蒸着することで、イオン液体表面に複合ナノ粒子からなる単粒子膜をワンポットで作製するとともに、膜中の複合ナノ粒子の形状異方性を制御することを目指す。初年度は、まず、イオン液体界面に一方向からナノ粒子前駆体を逐次的にスパッタ蒸着することで、二成分の金属種を含む複合ナノ粒子単粒子膜の作製を試みた。イオン液体にAuをスパッタ蒸着することで、Auナノ粒子が液体表面に二次元的に配列した単粒子膜を作製した。つづいてこのイオン液体にNiをスパッタ蒸着することで、Au-Ni複合ナノ粒子からなる単粒子膜をイオン液体表面に作製した。TEM測定から、サイズが数ナノメートルのAuナノ粒子が単粒子膜で液体表面に生成したことを確認した。さらにNiを逐次スパッタしてAu-Ni複合ナノ粒子を作製したところ、液体表面の単粒子膜中のナノ粒子サイズが増大し、NiがAu粒子表面に析出したことを確認した。得られたAu-Ni複合ナノ粒子単粒子膜を、水平付着法によって電極基板に写し取り、その電気化学特性を評価した。グラッシーカーボン上に固定してそのサイクリックボルタモグラムを測定したところ、金属Au表面の酸化皮膜の還元ピークに加えて、Ni(II)のNi(III)への酸化ピークも観測された。これらのことから、イオン液体表面へのAuおよびNiの逐次スパッタ蒸着によって、Au-Ni複合ナノ粒子単粒子膜ができたことがわかった。

在这项研究中，我们采用了一种方法（离子液体/金属溅射沉积法），该方法通过在减压下将金属溅射到离子液体上来精确地产生单分散金属纳米颗粒，并依次溅射蒸发不同的金属。一锅在离子液体表面形成由复合纳米粒子组成的单粒子薄膜，并控制薄膜中复合纳米粒子的形状各向异性。第一年，我们首先尝试通过在离子液体界面上从一个方向顺序溅射沉积纳米粒子前体来制造包含两种组分金属物种的复合纳米粒子单粒子薄膜。通过将金溅射沉积到离子液体上，我们制备了金纳米粒子在液体表面二维排列的单粒子薄膜。接下来，通过在该离子液体上溅射沉积Ni，在离子液体的表面上形成由Au-Ni复合纳米颗粒组成的单颗粒膜。 TEM 测量证实，尺寸为数纳米的 Au 纳米颗粒在液体表面形成单颗粒膜。此外，当通过连续溅射Ni来制备Au-Ni复合纳米颗粒时，证实了液体表面上的单颗粒膜中的纳米颗粒尺寸增加并且Ni在Au颗粒的表面上沉淀。采用水平沉积法将所得Au-Ni复合纳米粒子单粒子膜转移至电极基板上，评价其电化学性能。当固定在玻碳上并测量其循环伏安图时，除了金属Au表面氧化膜的还原峰之外，还观察到Ni(II)氧化成Ni(III)的氧化峰。从这些结果发现，通过在离子液体表面上顺序溅射沉积Au和Ni，形成了Au-Ni复合纳米颗粒的单颗粒膜。