JP2008006513A - ナノサイズワイヤーの製造方法およびナノサイズワイヤー - Google Patents
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Abstract
【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
Description
懸濁液に含まれる粉体は金属元素を含めばよい。この粉体にフェムト秒レーザー(以下、単に「レーザー」ともいう)を照射することにより、当該粉体の表面に表面プラズモンの波を発生できる。
レーザーを照射する懸濁液は、上記粉体と、媒体とを混合して形成すればよい。ただしレーザー照射時には、懸濁液に含まれる粉体に対してより均一にレーザーを照射するために、スターラーなどの攪拌手段を用いて懸濁液を攪拌することが好ましい。
懸濁液に照射するレーザーは、フェムト秒レーザー(パルス幅がフェムト秒(10-13〜10-16秒)のレーザー)であればよく、その波長、パルス周期(繰り返し周波数)、発振源などは特に限定されない。例えば、レーザーの波長は、通常、200〜1600nm程度であればよく、レーザーの発振源は、フェムト秒レーザーとして一般的なチタンサファイアレーザーであればよい。
上述したように本発明の製造方法では、懸濁液にレーザーを照射し続ける、即ち、レーザーの照射時間を長くする、あるいは、照射するレーザーのパルス数を多くする、ことにより、ナノ粒子を形成できる。換言すれば、本発明の製造方法では、レーザーの照射条件を制御することにより、ナノワイヤーおよびナノ粒子のいずれかを選択して形成する、あるいは、その双方を形成することができる。
本発明の製造方法では粉体を分割してナノワイヤーを形成するため、複数の粉体を分割する場合に、例えば、全ての粉体が分割される前の時点であれば、金属元素を含むナノワイヤーを2以上含むナノワイヤー群であって、当該ナノワイヤーと組成および結晶構造が同一の上記粉体を含むナノワイヤー群を得ることができる。
粉体として、銅フレーク(福田金属箔粉工業社製:平均径約4〜5μm、平均厚さ約100nm)4.8mgと、媒体として、窒素バブリングによる脱酸素処理を施した無水のエタノール6mlとを混合し、スターラーにより攪拌して懸濁液とした。当該懸濁液における銅フレークの含有率は、0.01重量%であった。懸濁液の作製に用いた銅フレークを、走査型電子顕微鏡(SEM)により観察した結果を、図3に示す。
このように作製した懸濁液に対し、スターラーによる攪拌を続けながらフェムト秒レーザー(チタンサファイアレーザー、波長780nm、パルス幅215フェムト秒)を照射したところ、照射時間の経過に伴って、懸濁液の色が銅色から青みがかかった黒色へと変化した。レーザーの繰り返し周波数(以下、単に「繰り返し周波数」)は100Hzまたは1kHzとし、単位パルス当たりの出力は400μJとした。懸濁液へのレーザーの照射は、開口数0.25、倍率10倍の対物レンズを光学系に用い、レーザーの焦点を懸濁液に合わせた状態で行った。レーザーのビーム幅は、およそ4μmであった。
繰り返し周波数が100Hzおよび1KHzのそれぞれの場合において、レーザー照射前の懸濁液、ならびに、レーザーを照射してから1分、3分、5分、10分および20分経過後の各懸濁液に対して、分光光学計(JASCO社製、V−570)を用いてその吸収スペクトルを測定し、レーザーの照射時間に対する懸濁液の吸収スペクトルの変化を評価した。繰り返し周波数が1KHzの場合の評価結果を図4に、100Hzの場合の評価結果を図5に示す。
Claims (15)
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 金属元素を含む粉体を分割して得たナノサイズワイヤー。
- 棒状であり、金属元素を含む多結晶体であるナノサイズワイヤー。
- 棒状であり、ナノサイズ粒子が付着したナノサイズワイヤー。
- 前記ナノサイズ粒子が、ナノサイズワイヤーの分割により形成された粒子である請求項12に記載のナノサイズワイヤー。
- 金属元素を含むナノサイズワイヤーを2以上含むナノサイズワイヤー群であって、
前記ナノサイズワイヤーと組成および結晶構造が同一の粉体を含むナノサイズワイヤー群。 - 金属元素を含むナノサイズワイヤーを15以上含むナノサイズワイヤー群であって、
前記ナノサイズワイヤーの長さおよび直径が実質的に揃っているナノサイズワイヤー群。
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