JP2008081399A - 複合機能磁性体コア−半導体シェルナノ粒子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 コア−シェル構造は、マグネタイトの前駆体を還元して、コアに該当するマグネタイトシードを形成した後、連続的にCdSe前駆体を還元してマグネタイト上にCdSeをコーティングする過程により複合機能マグネタイト−カドミウムセレナイドナノ結晶を合成する。
【選択図】 図1B
Description
本発明は、磁性体コア−半導体シェルナノ結晶を合成する方法に関し、具体的には、高い結晶化度、均一な大きさ、高い化学的安定性を有する磁性体コア−半導体シェルナノ結晶及びこれを合成する方法に関する。
すなわち、高分子界面活性剤が添加された溶液に適当な前駆体の還元反応により、コアはマグネタイト(Fe3O4)で構成され、表面はCdSeで構成された磁性体/半導体コアシェルナノ粒子を連続的な製造方法により製造する。
図3のcは、本発明によって合成したFe3O4@CdSeコアシェルナノ結晶体のTEM写真であり、ここで、白色の矢印は、CdSeシェルを表示する。図3のdは、単一ナノ結晶の単結晶性を示したHRTEM写真である。ここで、各写真のスケールは、左側の下部に示されている。
すなわち、図6のAは、オレイン酸で処理しない本発明によって合成したFe3O4@CdSeコアシェルナノ結晶体の発光スペクトルの分析グラフである。ここで、実験データと3つのガウスカーブのデコンボリューション値(円で表示)が互いに一致することが分かる。図6のBは、オレイン酸で処理したFe3O4@CdSeコアシェルナノ結晶体の発光スペクトルの分析グラフである。ここで、実験データと4つのガウスカーブのデコンボリューション値(円で表示)が互いに一致することが分かる。
すなわち、図7のaは、コアシェルナノ粒子が分散された写真であって、磁界を印加しない状態であり、図7のbは、磁界を印加して磁石にナノ粒子が付着する様子を示す写真である。
これ以外に本発明によってCoPt@CdSe、FePt@CdSeのように、磁性コアからなる複合機能コアシェルナノ粒子の製造も可能である。
本発明によってFe3O4@ZnOコアシェルナノ粒子の製造も可能である。
反応後、Fe3O4@ZnOコアシェルナノ粒子は、無水エタノールにより析出され、通常、遠心分離を使用するか、またはヘキサンによる再分散過程により析出を促進させることができる。溶媒分子と他のナノ粒子の残渣を除去するために、この過程を2回程度繰り返す。
103 加熱手段
105 温度計
107 ガス注入部
109 排出部
111 注入部
Claims (15)
- 連続工程で複合機能磁性体コア−半導体シェルナノ粒子を製造する方法であって、
磁性体コア物質の前駆体と前記コア物質の前駆体の還元剤とを混合するステップと、
前記磁性体コア物質の前駆体と前記還元剤の溶媒を混合して、第1混合溶液を形成するステップと、
前記第1混合溶液を第1温度まで加熱し、第1時間の間に維持するステップと、
前記第1混合溶液を室温まで冷却させて、前記磁性体コア物質を形成するステップと、
前記磁性体コア物質に半導体シェル物質の前駆体と前記半導体シェル物質の前駆体の還元剤とを混合するステップと、
前記半導体シェル物質の前駆体と前記還元剤の溶媒を混合して、第2混合溶液を形成するステップと、
前記第2混合溶液を第2温度まで加熱し、第2時間の間に維持するステップと、
前記第2混合溶液を室温まで冷却させて、前記磁性体コア物質に前記半導体シェル物質をコーティングするステップと、を含む複合機能磁性体コア−半導体シェルナノ粒子の製造方法。 - エタノールを添加して前記複合機能ナノ粒子を析出し、遠心分離機を利用して分離するステップをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の複合機能磁性体コア−半導体シェルナノ粒子の製造方法。
- 前記第1混合溶液を形成するステップに界面活性剤を添加するステップをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の複合機能磁性体コア−半導体シェルナノ粒子の製造方法。
- 前記第2混合溶液を形成するステップに界面活性剤を添加するステップをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の複合機能磁性体コア−半導体シェルナノ粒子の製造方法。
- 前記コアがマグネタイトであり、前記シェルがCdSeであることを特徴とする請求項1に記載の磁性体コア−半導体シェルナノ粒子の製造方法。
- 前記コアがFe3O4であり、前記シェルがCdTe、CdS、またはZnOであることを特徴とする請求項1に記載のコア−シェルナノ粒子の製造方法。
- 前記第1混合溶液を前記第1温度で一定時間の間に維持した後、前記第1温度より高い第3温度まで加熱し、第3時間の間に維持するステップをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のコア−シェルナノ粒子の製造方法。
- 前記第2混合溶液を前記第2温度で一定時間の間に維持した後、前記第2温度より高い第4温度まで加熱し、第4時間の間に維持するステップをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のコア−シェルナノ粒子の製造方法。
- 前記コアがCoPtまたはFePtであり、前記シェルがCdSeであることを特徴とする請求項1に記載の磁性体コア−半導体シェルナノ粒子の製造方法。
- 連続工程で複合機能マグネタイト−CdSeコア−シェルナノ粒子を製造する方法であって、
マグネタイトの前駆体であるFeIII(acac)3と前記マグネタイトの前駆体の還元剤とを混合するステップと、
溶媒であるジオクチルエーテルを混合して、第1混合溶液を形成するステップと、
前記第1混合溶液を300℃まで加熱し、1〜2時間の間に維持するステップと、
前記第1混合溶液を室温まで冷却させて、前記マグネタイトコアを形成するステップと、
前記マグネタイトコアに酢酸カドミウム、セレン及びこれらの還元剤を混合するステップと、
前記酢酸カドミウム、セレン及び前記還元剤にトリオクチルエーテルを混合して、第2混合溶液を形成するステップと、
前記第2混合溶液を130〜160℃まで加熱し、1〜2時間の間に維持するステップと、
前記第2混合溶液を室温まで冷却させて、前記マグネタイトコアに前記CdSeシェルをコーティングするステップと、を含む複合機能マグネタイト−CdSeコア−シェルナノ粒子の製造方法。 - エタノールを添加して前記複合機能ナノ粒子を析出し、遠心分離機を利用して分離するステップをさらに含むことを特徴とする請求項10に記載の複合機能マグネタイト−CdSeコア−シェルナノ粒子の製造方法。
- 前記第1混合溶液を形成するステップに界面活性剤としてトリブロックコポリマー(PEO-PPO-PEO)を添加するステップをさらに含むことを特徴とする請求項10に記載の複合機能マグネタイト−CdSeコア−シェルナノ粒子の製造方法。
- 前記第2混合溶液を形成するステップに界面活性剤としてトリブロックコポリマーを添加するステップをさらに含むことを特徴とする請求項10に記載の複合機能マグネタイト−CdSeコア−シェルナノ粒子の製造方法。
- 連続工程で複合機能磁性体コア−半導体シェルナノ粒子を製造する方法であって、
磁性体コア物質の前駆体、前記磁性体コア物質の前駆体の還元剤、前記コア物質の前駆体と前記還元剤の溶媒を混合して第1混合溶液を形成し、加熱した後に冷却させて、前記磁性体コア物質を形成するステップと、
前記磁性体コア物質を形成する場所と同じ場所で半導体シェル物質の前駆体、前記半導体シェル物質の前駆体の還元剤、前記半導体シェル物質の前駆体と前記還元剤に溶媒を混合して第2混合溶液を形成し、加熱した後に冷却させて、前記磁性体コア物質に前記半導体シェル物質をコーティングするステップと、を含む複合機能磁性体コア−半導体シェルナノ粒子の製造方法。 - 磁性体コア物質の前駆体と前記コア物質の前駆体の還元剤とを混合するステップと、
前記磁性体コア物質の前駆体と前記還元剤の溶媒を混合して、第1混合溶液を形成するステップと、
前記第1混合溶液を第1温度まで加熱し、第1時間の間に維持するステップと、
前記第1混合溶液を室温まで冷却させて、前記磁性体コア物質を形成するステップと、
前記磁性体コア物質に半導体シェル物質の前駆体と前記半導体シェル物質の前駆体の還元剤とを混合するステップと、
前記半導体シェル物質の前駆体と前記還元剤に溶媒を混合して、第2混合溶液を形成するステップと、
前記第2混合溶液を第2温度まで加熱し、第2時間の間に維持するステップと、
前記第2混合溶液を室温まで冷却させて、前記磁性体コア物質に前記半導体シェル物質をコーティングするステップと、を含む連続工程で製造した複合機能磁性体コア−半導体シェルナノ粒子。
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