JP2008507146A - 光活性ナノコンポジットおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
sp3構造を有するエレメントが、n型にドープされる、
sp3構造を有するエレメントが、p型にドープされる、
有機化合物が、共役ポリマーである、
有機化合物が、小分子である、
sp3構造を有するエレメントが、シリコン製である、
sp3構造を有するエレメントが、ゲルマニウム製である、
ナノワイヤが、100nm未満、好ましくは10nm未満の直径を有する、
ナノワイヤが、表面処理によって機能化されている、
有機化合物エレメントが、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリパラフェニレンビニレンおよびその誘導体、ポリパラフェニレン硫化物、ポリイソチオナフテン、ポリヘプタジエン、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)およびその族、ポリスクアレン、ポリフルオレン、ポリチオフェンおよびその誘導体、ポリフルオレノンおよびその誘導体、ポリチエニレンビニレンおよびその誘導体で構成される群からの共役ポリマーである、
有機化合物エレメントが、フタロシアニンおよびその誘導体、ポルフィリンおよびその誘導体、クロロフィルおよびその誘導体、ペリレンおよびその誘導体、ペンタセン、テトラセンおよび全てのそのポリエン誘導体、置換または非置換の、メロシアニンおよびその誘導体、ナフタロシアニンおよびその誘導体、キナクリドンおよびその誘導体で構成される群からの小分子である。
ナノワイヤを成長基板上に形成し、
有機化合物エレメントをナノワイヤに混合し、それによって活性層を形成し、
この活性層を2つの電極の間に配置する。
ナノワイヤの成長は、次の2つの異なる方法のいずれかにより現される:
1)金で被覆されかつシリコン成長基板上に置かれたナノ多孔質膜に充填することにより、その膜および金は、ナノワイヤが堆積された後で化学的に溶解される。ナノワイヤは取り出される。
2)導電性透明酸化物層または酸化物層で被覆された成長基板上に約1nmの厚みの金層が付着され、この層で被覆された基板がアニールされて金集合体層(gold aggregate layer)が形成され、ナノワイヤが堆積され、次いでその金が化学的に溶解される。ナノワイヤは取り出されるか、あるいは、ナノワイヤは、ITOで被覆された透明基板上の所定の位置に残る。
ナノワイヤの形成は、気相中での化学蒸着(CVD、化学気相成長)によって、sp3構造を有するナノワイヤとして実現される。
気相中での化学蒸着法は、低周波プラズマ、無線周波数またはマイクロ波によって支援されてもよい(PECVD、プラズマ支援化学気相成長)。
1)ナノワイヤが成長後に取り出され、
取り出されたナノワイヤは、機能化され、共役ポリマーである有機化合物中で可溶性にされる、
得られた活性層は、第1の電極を形成する透明層で被覆された素子基板上に堆積される、
前記混合物が、コーティングによって堆積される(遠心分離にかけるまたは薄層にする)。
2)第1の電極を構成するITO層上にマットを形成するナノワイヤは、機能化された後、ポリマーで含浸されて、活性層が形成される、
あるいは、第1の電極を形成するITO層上に形成されたナノワイヤは、真空下での蒸発で得られた小分子の層で被覆される。
Claims (24)
- 供与体−受容体対の複数の半導体エレメントを少なくとも含む光活性ナノコンポジット(3)であって、
前記エレメントの一方が、sp3構造を有するドープナノワイヤ(7)で製作され、
前記エレメントの他方が、有機化合物(8)であり、
前記エレメントが、素子基板(1)によって支持されている光活性ナノコンポジット(3)。 - sp3構造を有する前記エレメントが、n型にドープされていることを特徴とする請求項1に記載の光活性ナノコンポジット(3)。
- sp3構造を有する前記エレメントが、p型にドープされていることを特徴とする請求項1または2に記載の光活性ナノコンポジット(3)。
- 前記有機化合物(8)が、共役ポリマーであることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の光活性ナノコンポジット(3)。
- 前記有機化合物(8)が、小分子であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の光活性ナノコンポジット(3)。
- sp3構造を有する前記エレメントが、シリコン製であることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の光活性ナノコンポジット(3)。
- sp3構造を有する前記エレメントが、ゲルマニウム製であることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の光活性ナノコンポジット(3)。
- 前記ナノワイヤ(7)が、100nm未満、好ましくは10nm未満の直径を有することを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の光活性ナノコンポジット(3)。
- 前記ナノワイヤ(7)が、表面処理によって機能化されていることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の光活性ナノコンポジット(3)。
- 前記有機化合物エレメント(8)が、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリパラフェニレンビニレンおよびその誘導体、ポリパラフェニレン硫化物、ポリイソチオナフテン、ポリヘプタジエン、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)およびその族、ポリスクアレン、ポリフルオレン、ポリチオフェンおよびその誘導体、ポリフルオレノンおよびその誘導体、ポリチエニレンビニレンおよびその誘導体で構成される群からの共役ポリマーである請求項1から9のいずれかに記載の光活性ナノコンポジット(3)。
- 前記有機化合物エレメント(8)が、フタロシアニンおよびその誘導体、ポルフィリンおよびその誘導体、クロロフィルおよびその誘導体、ペリレンおよびその誘導体、ペンタセン、テトラセンおよび全てのそのポリエン誘導体、置換または非置換の、メロシアニンおよびその誘導体、ナフタロシアニンおよびその誘導体、キナクリドンおよびその誘導体で構成される群からの小分子である請求項1から9のいずれかに記載の光活性ナノコンポジット(3)。
- 請求項1から11のいずれかに記載の光活性ナノコンポジット(3)の製造方法であって、
前記ナノワイヤ(7)を成長基板(5)上に形成し、
前記有機化合物エレメント(8)を前記ナノワイヤ(7)に混合し、それによって活性層(3)を形成し、
前記活性層(3)を2つの電極(2、9)の間に配置する
ことを特徴とする光活性ナノコンポジット(3)の製造方法。 - 前記ナノワイヤ(7)は、シリコン成長基板(5)上に置かれかつ金で被覆されたナノ多孔質膜に充填することによって製作されることを特徴とする、請求項12に記載の光活性ナノコンポジット(3)の製造方法。
- 前記ナノワイヤ(7)が、集合金の層(6)上に製作されることを特徴としており、
導電性透明酸化物層または酸化物層で被覆された成長基板(5)上に1nm程度の厚みの金層(6)が堆積され、
前記被覆された成長基板(5)が、アニールされて集合金層(6)が形成され、
前記ナノワイヤ(7)を成長させた後、前記金が化学的に溶解され、
前記ナノワイヤ(7)が機能化される、請求項12に記載の光活性ナノコンポジット(3)の製造方法。 - 前記ナノワイヤ(7)が、気相中での化学蒸着によって製作されることを特徴とする、請求項12に記載の光活性ナノコンポジット(3)の製造方法。
- 前記ナノワイヤ(7)が、気相中でのプラズマ支援化学蒸着によって製作されることを特徴とする、請求項12に記載の光活性ナノコンポジット(3)の製造方法。
- 前記ナノワイヤ(7)が、プラズマ、マイクロ波または無線周波数蒸着を用いて製作されることを特徴とする、請求項12に記載の光活性ナノコンポジット(3)の製造方法。
- 前記導電性成長基板(5)が、シリコン製であることを特徴とする、請求項12から17のいずれかに記載の光活性ナノコンポジット(3)の製造方法。
- 前記成長基板(5)が、導電性透明酸化物層が堆積されているガラス基板であることを特徴とする、請求項12から17のいずれかに記載の光活性ナノコンポジット(3)の製造方法。
- ナノワイヤ(7)が、成長後に取り出され、
前記取り出されたナノワイヤ(7)が、機能化された後、ポリマーである有機化合物エレメント(8)中で可溶性にされ、
得られた前記活性層(3)が、第1の電極(2)を形成する層で被覆された素子基板(1)上に堆積されることを特徴とする、請求項12から19のいずれかに記載の光活性ナノコンポジット(3)の製造方法。 - 前記成長基板(5)が、素子基板であることを特徴とする、請求項12から19のいずれかに記載の光活性ナノコンポジット(3)の製造方法。
- 前記混合物が、コーティングによって堆積される(遠心分離にかけるまたは薄層にする)ことを特徴とする、請求項20に記載の光活性ナノコンポジット(3)の製造方法。
- 第1の電極(2)を形成するITO層上に製作されたナノワイヤ(7)が、機能化された後、共役ポリマー(8)で含浸されて、活性層(3)が形成されることを特徴とする、請求項12から19のいずれかに記載の光活性ナノコンポジット(3)の製造方法。
- 第1の電極(2)を形成するITO層上に形成されたナノワイヤ(7)が、真空下での蒸発で得られた小分子層で被覆されることを特徴とする、請求項12から19のいずれかに記載の光活性ナノコンポジット(3)の製造方法。
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