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ナノサイズワイヤーの製造方法 外国出願あり

国内特許コード P130009582
整理番号 1278
掲載日 2013年7月10日
出願番号 特願2006-176270
公開番号 特開2008-006513
登録番号 特許第5062721号
出願日 平成18年6月27日(2006.6.27)
公開日 平成20年1月17日(2008.1.17)
登録日 平成24年8月17日(2012.8.17)
発明者
  • 下間 靖彦
  • 三浦 清貴
  • 平尾 一之
  • 川崎 三津夫
  • 梶田 治
  • 岩元 孝文
  • 安田 英太郎
  • 木村 茂幸
出願人
  • 国立大学法人京都大学
  • 福田金属箔粉工業株式会社
発明の名称 ナノサイズワイヤーの製造方法 外国出願あり
発明の概要

【課題】従来のナノワイヤーの製造方法とは全く異なる手法により、従来よりも簡便、かつ、形成するナノワイヤーのサイズや形状の制御がより容易である、ナノワイヤーの製造方法を提供する。
【解決手段】金属元素を含む粉体の懸濁液にフェムト秒レーザーを照射することで前記粉体を分割して、前記金属元素を含むナノワイヤーを形成すればよい。本発明の製造方法では、上記形成したナノワイヤーを上記レーザーの照射によりさらに分割して、ナノ粒子を形成することもできる。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


近年、ナノスケール材料の一つとして、金や銀などの金属からなるナノサイズワイヤー(以下、単に「ナノワイヤー」ともいう)が注目されている。ナノワイヤーは、その微小なサイズや高いアスペクト比などにより、従来の材料に無い物理的、化学的性質(例えば、電気伝導性、熱伝導性、発光特性、触媒活性など)を発現することが予想される。ナノワイヤーの製造方法は、例えば、特許文献1~3および非特許文献1~3に開示されている。



特許文献1には、金属銅と、炭素薄膜がコーティングされたモリブデン基板とを、真空中で800~850℃の温度に加熱して、銅のナノロッドまたはナノワイヤーを形成する方法が開示されている。



特許文献2には、金属ナノワイヤー製造用前駆体の表面に対して、プローブの先端部から電圧または電流を印加して、当該プローブの先端部において金属ナノワイヤーを引き出すことで、金属ナノワイヤーを連続的に形成する方法が開示されている。ここで、金属ナノワイヤー製造用前駆体としては、高いイオン導電性を有する無機化合物に予め金、白金、銀、銅およびパラジウムから選ばれる少なくとも1種類の金属のイオンを担持させた材料が例示されており、このような材料は、例えば、上記少なくとも1種類の金属イオンを含有する水溶液または溶融塩に、所定のナトリウム超イオン導電体型化合物またはβ型アルミナなどの粉末を接触させて形成できることが示されている。上記例示の前駆体からは、上記少なくとも1種類の金属のナノワイヤーを形成できる。



特許文献3には、金属イオン担持体(例えば、Ag2.3Na0.2Zr2Si1.51.512:特許文献3の製造例1を参照)に電子線を照射することで、金属ナノワイヤーおよび/または金属ナノパーティクルを形成する方法が開示されている。上記担持体からは、銀のナノワイヤーを形成できる。



非特許文献1には、レーザーアブレーションにより粒径数nm~100nm程度の銀コロイド微粒子を水中に形成し、形成したコロイド微粒子にナノ秒レーザーを照射することで、当該微粒子同士を融合させて銀のナノワイヤーを形成する方法が開示されている。



非特許文献2、3には、非特許文献1と同様に、水中レーザーアブレーションにより作製した銀コロイド微粒子(平均粒径18nm)へのNd:YAGレーザーの照射により生成したナノワイヤーが開示されている。非特許文献2、3に公開されている、当該ナノワイヤーの観察像を図18、19に示す。

【特許文献1】特開2004-263318号公報

【特許文献2】特開2004-223693号公報

【特許文献3】特開2002-67000号公報

【非特許文献1】辻剛志、辻正治、「銀コロイドのレーザー光照射によるナノサイズワイヤーの形成」、放射線化学、日本放射線化学会、2003年、第75号、p.31~34

【非特許文献2】辻剛志、辻正治、“辻剛志雷射集団”、[online]、九州大学先導物質化学研究所 ヘテロ融合材料分野 辻正治研究室、[平成18年6月19日検索]、インターネット<URL:http://133.5.181.45/TKSTSUJI/>

【非特許文献3】辻剛志、辻正治、“5.水中レーザーアブレーションで作製した球形銀ナノ粒子へのレーザー光照射による形状変化(1)”、[online]、九州大学先導物質化学研究所 ヘテロ融合材料分野 辻正治研究室、[平成18年6月19日検索]、インターネット<URL:http://133.5.181.45/TKSTSUJI/researches/photoconv_wire.htm>

産業上の利用分野


本発明は、フェムト秒レーザーの照射によるナノサイズワイヤーの製造方法と、ナノサイズワイヤーとに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
金属元素を含む粉体の懸濁液にフェムト秒レーザーを照射して前記粉体を分割することにより、前記金属元素を含むナノサイズワイヤーを形成する、ナノサイズワイヤーの製造方法。

【請求項2】
前記金属元素が銅である請求項1に記載のナノサイズワイヤーの製造方法。

【請求項3】
前記粉体が薄片状である請求項1に記載のナノサイズワイヤーの製造方法。

【請求項4】
1つの前記粉体から3以上の前記ナノサイズワイヤーを形成する、請求項1に記載のナノサイズワイヤーの製造方法。

【請求項5】
ストライプ状に配列した2以上の分割線で前記粉体を分割する、請求項1に記載のナノサイズワイヤーの製造方法。

【請求項6】
前記懸濁液の媒体が、非水媒体である請求項1に記載のナノサイズワイヤーの製造方法。

【請求項7】
前記懸濁液の媒体が、アルコールまたはアセトンである請求項1に記載のナノサイズワイヤーの製造方法。

【請求項8】
前記フェムト秒レーザーが、チタンサファイアレーザーである請求項1に記載のナノサイズワイヤーの製造方法。

【請求項9】
金属元素を含む粉体の懸濁液にフェムト秒レーザーを照射して前記粉体を分割することにより、前記金属元素を含むナノサイズワイヤーを形成し、
前記形成したナノサイズワイヤーに前記レーザーをさらに照射して前記ナノサイズワイヤーを分割することにより、前記金属元素を含むナノサイズ粒子を形成する、ナノサイズ粒子の製造方法。
産業区分
  • その他機械要素
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2006176270thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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