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六方晶系単結晶ナノチューブ及びその製造方法

国内特許コード P08A013777
掲載日 2008年10月7日
出願番号 特願2005-342993
公開番号 特開2007-145651
登録番号 特許第4997622号
出願日 平成17年11月29日(2005.11.29)
公開日 平成19年6月14日(2007.6.14)
登録日 平成24年5月25日(2012.5.25)
発明者
  • 板東 義雄
  • ジンツィ・フウ
出願人
  • 独立行政法人物質・材料研究機構
発明の名称 六方晶系単結晶ナノチューブ及びその製造方法
発明の概要

【課題】光学素子、エレクトロニクス、オプトエレクトロニクス、光触媒等に利用可能な六方晶系の単結晶からなるナノチューブ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】硫化カドミウム粉末、一酸化スズ粉末、二酸化スズ粉末及び活性炭粉末の混合物をグラファイト製の坩堝に入れ、窒素ガス等の不活性ガス気流中において、1100~1200℃で3~5時間加熱することにより、六方晶系の単結晶からなる硫化カドミウムナノチューブを形成する。このナノチューブ内の一部には、スズを充填することができる。硫化カドミウム粉末の代わりにセレン化カドミウム粉末を用いることで、六方晶系の単結晶からなるセレン化カドミウムナノチューブを形成することができる。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


硫化カドミウムは約2.4eVのバンドギャップエネルギーを有するII-VI族の直接遷移型化合物半導体であり、そのカソードルミネッセンスにおいては、波長512nmの発光スペクトルを有する。このような特性を活用することにより、硫化カドミウムなどのII-VI族化合物半導体は光学素子などのオプトエレクトロニクスデバイス、エレクトロニクスデバイス、光触媒などに利用することができる。



従来、硫化カドミウムのナノ構造体として、硫化カドミウムナノワイヤー(非特許文献1参照)、硫化カドミウムナノロッド(非特許文献2参照)、硫化カドミウムナノベルト(非特許文献3参照)、硫化カドミウムナノチューブ(非特許文献4~6参照)などとそれらの合成方法が報告されている。
また、セレン化カドミウムのナノ構造体として、セレン化カドミウムナノワイヤー(非特許文献7参照)、セレン化カドミウムナノベルト(非特許文献8参照)、セレン化カドミウムナノチューブ(非特許文献9, 10参照)も知られている。




【非特許文献1】D. Routkevitch 他、J. Phys. Chem.、100巻、14037頁、1996年

【非特許文献2】Y. D. Li 他、Chem. Mater.、10巻、2301頁、1998年

【非特許文献3】T. Gao 他、J. Phys. Chem. B、108巻、20045頁、2004年

【非特許文献4】Y. J. Xiong他、J. Mater. Chem. 、12巻、3712頁、2002年

【非特許文献5】C. N. R. Rao 他、Appl. Phys. Lett.、78巻、1853頁、2001年

【非特許文献6】Y. H. Ni 他、Mater. Lett.、58巻、2754頁、2004年

【非特許文献7】D.S.Xu 他、J.Phys.Chem.B 、104巻5061頁、2000年

【非特許文献8】C.Ma 他、J.Am.Chem.Soc.、126巻、708頁、2004年

【非特許文献9】C.N.R.Rao 他、Appl.Phys.Lett. 、78巻、1853頁、2001年

【非特許文献10】X.C.Jiang他、Adv.Mater.、15巻、1740頁、2003年

産業上の利用分野


本発明は、エレクトロニクスデバイスや、光学素子などのオプトエレクトロニクスデバイスや、光触媒などに利用可能なカドミウムを含むII-VI族化合物半導体から構成される、六方晶系単結晶ナノチューブ及びその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
ドミウムを含むII-VI族化合物半導体から構成され、かつ、六方晶系の単結晶構造を有する六方晶系単結晶ナノチューブにおいて、
チューブ内の一部にスズが充填されていることを特徴とする、六方晶系単結晶ナノチューブ。

【請求項2】
カドミウムを含むII-VI族化合物半導体からなる粉末、一酸化スズ粉末、二酸化スズ粉末及び活性炭粉末の混合物を、不活性ガス気流中で所定の加熱温度で所定時間加熱し、上記カドミウムを含むII-VI族化合物半導体による六方晶系単結晶構造のナノチューブを合成することを特徴とする、六方晶系単結晶ナノチューブの製造方法。

【請求項3】
前記カドミウムを含むII-VI族化合物半導体からなる粉末が硫化カドミウム粉末であり、前記加熱温度が1100~1200℃の範囲であることを特徴とする、請求項2に記載の六方晶系単結晶ナノチューブの製造方法。

【請求項4】
前記カドミウムを含むII-VI族化合物半導体からなる粉末がセレン化カドミウム粉末であり、前記加熱温度が1000~1100℃の範囲であることを特徴とする、請求項2に記載の六方晶系単結晶ナノチューブの製造方法。

【請求項5】
前記加熱時間が、3~5時間の範囲であることを特徴とする、請求項2に記載の六方晶系単結晶ナノチューブの製造方法。

【請求項6】
前記混合物におけるカドミウムを含むII-VI族化合物半導体からなる粉末、一酸化スズ粉末、二酸化スズ粉末及び活性炭粉末の重量比が0.4~0.8:0.3~0.8:0.1~0.5:0.3~0.8の範囲であることを特徴とする、請求項2に記載の六方晶系単結晶ナノチューブの製造方法。

【請求項7】
前記不活性ガスが窒素ガスであることを特徴とする、請求項2に記載の六方晶系単結晶ナノチューブの製造方法。

【請求項8】
前記不活性ガスの流量が300~600cm3/分の範囲であることを特徴とする、請求項2に記載の六方晶系単結晶ナノチューブの製造方法。
産業区分
  • 無機化合物
  • 処理操作
  • その他無機化学
  • その他機械要素
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2005342993thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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