TOP > 国内特許検索 > 表面に微小金属塊が整列した基板の製法

表面に微小金属塊が整列した基板の製法 コモンズ

国内特許コード P110004274
整理番号 N021P43
掲載日 2011年7月11日
出願番号 特願2008-512059
登録番号 特許第5313664号
出願日 平成19年4月4日(2007.4.4)
登録日 平成25年7月12日(2013.7.12)
国際出願番号 JP2007057565
国際公開番号 WO2007122998
国際出願日 平成19年4月4日(2007.4.4)
国際公開日 平成19年11月1日(2007.11.1)
優先権データ
  • 特願2006-115562 (2006.4.19) JP
発明者
  • 渡辺 茂
  • 李 晶澤
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 表面に微小金属塊が整列した基板の製法 コモンズ
発明の概要 大きさや形状の制御された0価の金属塊を基板表面に整列させた金属ナノ構造体及びその製法を提供することを目的とする。
両親媒性ブロック共重合体からなるミクロ相分離膜は、その膜内に膜の表面と垂直方向に、親水性の微小径のシリンダーを多数有する形態をとる。両親媒性ブロック共重合体と所望の金属イオンを含有する溶液を用いて成膜するか、又は両親媒性ブロック共重合体のミクロ相分離膜を作製後、金属イオンを含む溶液に接触させることにより、親水性の微小径のシリンダーに金属イオンが局在化する。このミクロ相分離膜に還元処理及び有機物の除去処理を行なうことにより、基板上に、略円柱状若しくは略球状又はこれらを組み合わせた形状の、0価の金属塊が一定間隔で多数整列した基板を得ることができる。この処理として、紫外線又は電子線照射、プラズマ処理、化学的還元法、又は電気化学的還元法を用いることができる。
従来技術、競合技術の概要


粒径が数nm~数十nmの金属ナノ粒子は、量子サイズ効果によってバルクでは見られない特異な物理的・化学的性質を有している。このような金属ナノ粒子を規則正しく配列させると、粒子単独では得られない集合体としての新たな機能が発現し、ナノ光アンテナをはじめナノ光回路などプラズモニクス素子への応用が期待される。すなわち、大きさや形状の制御された金属ナノ構造体を作製し、組織化させる技術は、ナノエレクトロニクスやプラズモニクス分野の基盤技術である。
こうした微細構造体の作製技術としては、フォトリソグラフィー、電子線露光、X線露光などの半導体加工技術によってトップダウン的にナノ構造体を作製する方法と金属ナノ粒子の自己組織化法(特許文献1、非特許文献1)や有機・無機材料が自発的に形成する規則構造を鋳型とするテンプレート法などボトムアップ的作製技術がある。後者の例では、陽極酸化アルミナ(特許文献2、非特許文献2、3)、アモルファス炭素薄膜(非特許文献4)、塩化ナトリウム単結晶(特許文献3、非特許文献5)、生体高分子(非特許文献6、7参照)などを鋳型に用いる方法が報告されている。



【特許文献1】
特開2005-225887
【特許文献2】
特開2005-195440
【特許文献3】
特開2004-098246
【非特許文献1】
Adv. Mater. 2001, 13, 1699-1701.
【非特許文献2】
Chem. Eur. J. 1997, 3, 1951-1956.
【非特許文献3】
Chem. Lett. 2005, 34, 508-509.
【非特許文献4】
Chem. Commun. 1999, 2355-2356.
【非特許文献5】
J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 4210-4211.
【非特許文献6】
J. E. Adv. Mater. 2001, 13, 109-113.
【非特許文献7】
Angew. Chem Int. Ed. 2002, 38, 1034-1054.

産業上の利用分野


この発明は、表面に大きさや形状の制御された微小金属塊が整列した基板及びその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
(1)(a)基板上に両親媒性ブロック共重合体及び金属イオンを含む溶液をキャストする段階、又は(b)基板上に両親媒性ブロック共重合体のミクロ相分離膜を作製後、該膜を金属イオンを含む溶液に接触させる段階、(2)該基板を乾燥させることにより、親水性部分に金属イオンが局在したミクロ相分離膜を形成する段階、及び(3)該ミクロ相分離膜の還元処理及び該ミクロ相分離膜を含む有機物の除去処理を行なう段階から成る、その表面上に径が3~15nmの略円柱状若しくは略球状又はこれらを組み合わせた形状の、但し、該円柱は該表面に対して略垂直方向に配向する、0価の金属塊を10~50nmの間隔で多数有する表面に微小金属塊が整列した基板の製法。

【請求項2】
(1)(a)基板上に両親媒性ブロック共重合体及び金属イオンを含む溶液をキャストする段階であって、両親媒性ブロック共重合体及び金属イオンを含む溶液が、溶媒に両親媒性ブロック共重合体を溶解させ、かつ該金属の塩を溶解又は分散させた溶液である段階、又は(b)基板上に両親媒性ブロック共重合体のミクロ相分離膜を作製後、該膜を金属イオンを含む溶液に接触させる段階であって、該金属イオンを含む溶液が、溶媒に前記金属の塩を溶解又は分散させた溶液である段階、(2)該基板を乾燥させることにより、親水性部分に金属イオンが局在したミクロ相分離膜を形成する段階、及び(3)該ミクロ相分離膜の還元処理及び該ミクロ相分離膜を含む有機物の除去処理を行なう段階から成る、その表面上に径が3~15nmの略円柱状若しくは略球状又はこれらを組み合わせた形状の、但し、該円柱は該表面に対して略垂直方向に配向する、0価の金属塊を10~50nmの間隔で多数有する表面に微小金属塊が整列した基板の製法。


【請求項3】
前記金属が銅族金属又は白金族遷移金属である請求項1又は2に記載の製法。

【請求項4】
前記ミクロ相分離膜の還元処理及び前記ミクロ相分離膜を含む有機物の除去処理が、紫外線又は電子線照射、プラズマ処理、化学的還元法、又は電気化学的還元法により行なわれる請求項1~3のいずれか一項に記載の製法。

【請求項5】
前記両親媒性ブロック共重合体が下記一般式(1)で表される請求項1~4のいずれか一項に記載の製法。
一般式(1):CH3(OCH2CH2)mOCOC(CH3)2(CH2C(CH3)COOR))n-X
(式中、m及びnは同一であっても異なっていてもよく、それぞれ5~500の整数であり、Rは、下記一般式(2)又は(3)で表される置換基であり、Xは水素原子又はハロゲン原子を表す。)
一般式(2):-CH2(CH2)CH2O-B-N=N-B-R1
(式中、aは0~20の整数であり、Rは水素又は炭素数1~22のアルキル基、Bはp-フェニレン基を表す。)
一般式(3):-CH2(CH2)CH2O-B-CH=CH-B-R2
(式中、bは0~20の整数であり、Rは水素又は炭素数1~22のアルキル基、Bはp-フェニレン基を表す。)
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2008512059thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) CREST 高度情報処理・通信の実現に向けたナノファクトリーとプロセス観測 領域
ライセンスをご希望の方、特許の内容に興味を持たれた方は、問合せボタンを押してください。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close