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ナノ微粒子を担持したナノ構造体の製造方法

国内特許コード P100001096
整理番号 NU-0370
掲載日 2010年10月27日
出願番号 特願2010-177455
公開番号 特開2012-035364
登録番号 特許第5700397号
出願日 平成22年8月6日(2010.8.6)
公開日 平成24年2月23日(2012.2.23)
登録日 平成27年2月27日(2015.2.27)
発明者
  • 堀 勝
  • 関根 誠
  • 石川 健治
  • 近藤 博基
  • 鈴木 俊哉
出願人
  • 国立大学法人名古屋大学
発明の名称 ナノ微粒子を担持したナノ構造体の製造方法
発明の概要 【課題】多様な機能装置となる新規な構造を実現し、その装置の変換率化の向上と、装置の大面積化の実現。
【解決手段】基板上に複数立設された、有機材料から成る直径0.5nm以上、20nm以下の柱状体と、柱状体の少なくとも表面に担持された、粒径0.2nm以上、10nm以下のナノ微粒子とを有するナノ微粒子を担持したナノ構造体である。また、製法は、有機材料から成る平板の上に、粒径0.5nm以上、20nm以下のナノ微粒子を、一様に形成するナノ微粒子形成工程と、ナノ微粒子形成工程により、面上においてナノ微粒子が形成された平板を、ナノ微粒子をマスクとして、反応性イオンエッチングによりエッチングして、複数の柱状体を形成すると共に、その柱状体の少なくとも表面に、粒径0.2nm以上、10nm以下のナノ微粒子を担持させる柱状体形成工程とを有する。
【選択図】図13
従来技術、競合技術の概要


下記特許文献1によると、基板上に立設されたカーボンナノチューブに金属粒子を担持させたフィールドエミッタが開示されている。また、下記特許文献2、3には、基板上に立設されたカーボンナノウォールに金属粒子を担持させたフィールドエミッタなどのナノ構造体が開示されている。これらのナノ構造体により、フィールドエミッタや燃料電池などの反応電極を構成することが提案されている。

産業上の利用分野


本発明は、ナノスケールの直径を有する多数の柱状体の少なくとも表面に、ナノ微粒子を担持させたナノ構造体と、その製造方法に関する。本発明は、担持させるナノ微粒子の性質により、燃料電池、光触媒、水素吸蔵装置、ガスセンサーなど、多種類の機能素子に応用することができる。

特許請求の範囲 【請求項1】
ナノ微粒子を構成する材料を溶解させた超臨界流体を、有機材料から成る平板の面に作用させることにより、前記平板の上に、粒径0.5nm以上、20nm以下のナノ微粒子を、一様に形成するナノ微粒子形成工程と、
ナノ微粒子形成工程により、面上においてナノ微粒子が形成された前記平板を、ナノ微粒子をマスクとして、反応性イオンエッチングによりエッチングして、複数の柱状体を形成すると共に、そのエッチングにより、その柱状体の頂部及び側面に、粒径0.2nm以上、10nm以下のナノ微粒子を担持させる柱状体形成工程と
を有することを特徴とするナノ微粒子を担持したナノ構造体の製造方法。

【請求項2】
前記柱状体の直径、又は、前記柱状体に担持される前記ナノ微粒子の粒径は、前記ナノ微粒子形成工程において、前記超臨界流体を、前記平板の面に作用させる時の前記平板の温度により制御することを特徴する請求項1に記載のナノ微粒子を担持したナノ構造体の製造方法。

【請求項3】
前記柱状体形成工程において、前記柱状体は、直径0.5nm以上、20nm以下に形成されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のナノ微粒子を担持したナノ構造体の製造方法。

【請求項4】
前記柱状体形成工程において、前記柱状体を、前記基板の面に平行な面における単位面積当たりの本数密度が6.3×1010/cm 2 以上、1.0×1014 cm 2以下となる範囲に形成することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載のナノ微粒子を担持したナノ構造体の製造方法。

【請求項5】
前記柱状体形成工程において、前記ナノ微粒子を、前記柱状体の表面の単位面積当たりの個数密度が、2.5×1011/cm 2 以上、6.3×1014/cm 2 以下となる範囲に形成することを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載のナノ微粒子を担持したナノ構造体の製造方法。

【請求項6】
前記柱状体形成工程において、前記柱状体のアスペクト比が5以上、100以下となる範囲に、前記柱状体を形成することを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載のナノ微粒子を担持したナノ構造体の製造方法。

【請求項7】
前記ナノ微粒子は、Pt,Pd,Li,Au,Ag,Rh,Ru,V,Cu,Al,Co,Ni,Fe, Mg,Ti,Ta,Zr,Hf,W,Mo,Irの少なくとも1種から成る金属、これら金属間の合金、これら金属の少なくとも1種と他の原子との合金、Ni-Mg合金、半導体、TiO2 、又は、誘電体から、選択された少なくとも1種であることを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載のナノ微粒子を担持したナノ構造体の製造方法。

【請求項8】
前記柱状体形成工程の後に、前記柱状体を炭素化する炭素化工程を有することを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載のナノ微粒子を担持したナノ構造体の製造方法。
産業区分
  • その他機械要素
  • 無機化合物
  • 電子管
  • 電力応用
  • 処理操作
  • その他無機化学
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2010177455thum.jpg
出願権利状態 登録
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