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金属ナノシートの製造方法、および金属ナノシート

シーズコード S120008220
掲載日 2012年1月20日
研究者
  • 杉本 渉
  • 福田 勝利
  • 才田 隆広
  • 加藤 久登
  • 高須 芳雄
技術名称 金属ナノシートの製造方法、および金属ナノシート
技術概要 原子拡散を抑制しながらホスト層一枚一枚の還元反応を進行させることにより、層状化合物のラメラ構造を大きく壊すことなく、金属ナノシートあるいはその積層体を得ることができることを知見した。厚みが1nm以下で、シート平面方向における寸法が30nm以上の2次元異方性を兼ね備えた金属ナノシートを実現する。金属ナノシートの製造方法において、金属硫化物、金属酸化物、金属水酸化物、粘土鉱物等の金属化合物が層状に重なる層状化合物を準備する層状化合物準備工程ST10と、金属化合物を還元して層状化合物を前駆体とする金属ナノシートを得る還元工程ST40とを行う。還元工程ST40では、還元性雰囲気下での焼成処理を行う。また、単層剥離工程ST20の後、還元工程ST40の前に、金属化合物ナノシートを自己組織化により堆積させて薄膜を得る堆積工程ST30を行い、還元工程ST40では、金属化合物ナノシートの薄膜の状態で金属化合物を還元して金属ナノシートを得る。金属化合物は、例えば、ルテニウム、チタン、ニオブ、バナジウム、マンガン、コバルト、モリブデン等の化合物、粘土鉱物である。
画像

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研究分野
  • 金属薄膜
展開可能なシーズ 層状化合物を単層剥離する合成方法は、ホスト層の層間に異種イオンや溶媒分子などを挿入させてホスト層を無限膨潤させる必要があるため、従来、ナノシートの出発物質は熱力学的に合成された結晶性の層状化合物、又は自然界に存在する粘土鉱物を前駆体にした金属化合物ナノシートを合成するのに限られていた。金属化合物の層状化合物を前駆体として利用することにより各種の金属ナノシートを製造できる金属ナノシートの製造方法、およびこの方法で製造された金属ナノシートを提供する。
原子拡散を抑制しながらホスト層一枚一枚の還元反応を進行させることができるため、層状化合物のラメラ構造を大きく壊すことなく、金属ナノシートあるいはその積層体を得ることができる。それ故、既存の金属クラスターサイズに匹敵する1nm以下の厚みを有し、シート平面方向には30nm以上、例えば、数μmのサイズを有する金属ナノシートを実現できる。このような2次元異方性は、母相の機能性(導電性、半導体的性質、誘電性等)を継承するだけでなく、一次元の量子サイズ効果を発現する等、際立った物性が期待できる。
用途利用分野 触媒、薄膜材料、コーティング材、電極
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 国立大学法人信州大学, . 杉本 渉, 福田 勝利, 才田 隆広, 加藤 久登, 高須 芳雄, . 金属ナノシートの製造方法、および金属ナノシート. 特開2010-280977. 2010-12-16
  • B22F   9/24     
  • B22F   1/00     

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