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NANO STRUCTURE CARRYING NANO PARTICLE, AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME

Patent code P100001096
File No. NU-0370
Posted date Oct 27, 2010
Application number P2010-177455
Publication number P2012-035364A
Patent number P5700397
Date of filing Aug 6, 2010
Date of publication of application Feb 23, 2012
Date of registration Feb 27, 2015
Inventor
  • (In Japanese)堀 勝
  • (In Japanese)関根 誠
  • (In Japanese)石川 健治
  • (In Japanese)近藤 博基
  • (In Japanese)鈴木 俊哉
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人名古屋大学
Title NANO STRUCTURE CARRYING NANO PARTICLE, AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To create a new structure to be a diversified functional device, and to improve conversion ratio of the device and to achieve area enlargement of the device.
SOLUTION: A nano structure carries nano particles comprising a plurality of columnar bodies of an organic material having 0.5-20 nm diameter and erected on a substrate, and nano particles having 0.2-10 nm diameter and carried on at least the surface of the columnar bodies. Also a method for producing the nano structure includes: a nano particle forming step of uniformly forming nano particles having 0.5-20 nm diameter on a flat plate of an organic material; and a columnar body forming step of forming a plurality of columnar bodies by etching the flat plate, on which nano particles are formed in the nano particle forming step, by reactive ion-etching using the nano particle as a mask, and allowing nano particles having 0.2-10 nm diameter to be carried on at least the surface of the columnar bodies.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


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。

Field of industrial application (In Japanese)


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。

Scope of claims (In Japanese)
【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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2010177455thum.jpg
State of application right Registered
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