JP2011105981A - 金微粒子の製造方法、金微粒子、レーザアブレーション装置、それに用いられる収集部材及び微粒子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】金からなるターゲットをレーザアブレーション装置のチャンバ内に配置する。続いて、チャンバ内に0.7以上の換算密度を有する超臨界トリフルオロメタンを収納する。続いて、ターゲットにレーザ光を照射して、レーザアブレーションにより前記ターゲットから金微粒子を生成する。超臨界流体としてトリフルオロメタンを選択し、かつ、超臨界流体の換算密度を0.7以上とすることにより、大型金微粒子が多数生成される。
【選択図】図9
Description
金微粒子は、光を消光する作用を有する。そのため、高感度の分析試薬や、ガン細胞の光熱破壊による治療、ラマン分光および分析用のSERS(Surface Enhanced Raman Scattering)基板、蛍光分光および分析用等のSPR(Surface Plasmon Resonance)基板、電気化学用のESPR(Electrochemical Surface Plasmon Resonance)基板、化学反応用の多光子化学反応基板や光触媒用基板、質量分析用のSALDI(Surface Assisted Laser Desorption/Ionization)基板やMALDI(Matrix Assisted Laser Desorption / Ionization)基板等に利用でき、さらに、微粒子からなる超格子、2次元ならびに3次元フォトニック結晶等に利用できる。
上述の大型金微粒子を生成するレーザアブレーション装置の詳細を説明する。図1を参照して、レーザアブレーション装置100は、チャンバ6と、収集部材6cと、生成装置20と、レーザ装置10とを備える。
図4は、金微粒子の製造方法を示すフロー図である。図4を参照して、金微粒子の製造方法は、ターゲット配置工程(ステップS1)と、超臨界流体収納工程(ステップS2)と、微粒子生成工程(ステップS3)とを備える。以下、各工程について詳述する。
ターゲット配置工程(ステップS1)では、チャンバ6内にターゲット6bと収集部材6cとを配置する。このとき、レーザ装置10と対向するターゲット6bの表面は、レーザ装置10から出射されるレーザ光をほぼ垂直に受光する。収集部材6cは、ターゲット6bの隣に配置される。図1では、収集部材6cは、ターゲット6bの表面のうち、レーザ光を受光する表面と反対側の背面付近に配置される。しかしながら、収集部材6cの配置位置は図1に制限されない。上述のとおり、チャンバ6内に配置された収集部材6cの上面には複数の凹部60cが形成される。
ターゲット配置工程後、超臨界流体収納工程(ステップS2)が実行される。超臨界流体収納工程では、ターゲット6b及び収集部材6cを配置した後、生成装置20により超臨界CHF3を生成してチャンバ6内に収納する。超臨界流体収納工程は、以下の2つの工程(ステップS21及びS22)を含む。ステップS21及びS22は並行して実行される。
超臨界流体収納工程後、微粒子生成工程(ステップS3)が実行される。微粒子生成工程では、レーザアブレーションにより金微粒子を生成する。生成工程は、以下の2つの工程(ステップS31及びS32)を含む。
上述のとおり、超臨界流体として超臨界CHF3を選択し、かつ、超臨界CHF3の換算密度を0.7以上とすることにより、350nm以上の粒径を有する大型金微粒子が多数生成され、かつ、350nm未満の粒径を有する微小な金微粒子の生成が抑制される。以下、大型金微粒子の製造条件について詳述する。
大型金微粒子を生成する場合、超臨界流体として、超臨界CHF3が選択される。図5は、超臨界CHF3を用いてレーザアブレーション装置100により金微粒子を生成した場合の、収集部材6cの凹部60cを上方から見たSEM画像である。図6は、超臨界六フッ化硫黄(SF6)を用いてレーザアブレーション装置100により金微粒子を生成した場合の、収集部材6cの凹部60cを上方から見たSEM画像である。図7は、超臨界二酸化炭素(CO2)を用いてレーザアブレーション装置100により金微粒子を生成した場合の、収集部材6cの穴凹部60cを上方から見たSEM画像である。図5〜図7の超臨界流体の換算密度はいずれも、0.9とした。
さらに、超臨界CHF3の換算密度を0.7以上とすれば、大型金微粒子の生成個数が顕著に増加する。図8は、超臨界CHF3の換算密度を0.3〜1.9まで変化してレーザアブレーションを発生させた場合の、各換算密度における収集部材6cの凹部60cを上から見たSEM画像である。
本実施の形態による金微粒子の製造方法はさらに、図4に示すように、微粒子配列工程(ステップS4)を備えてもよい。微粒子配列工程は、微粒子生成工程(ステップS3)後、実行される。
上述のとおり、収集部材6cは、複数の凹部60cが形成された上面60を有する。超臨界流体中において、レーザアブレーションにより複数の微粒子が生成されたとき、生成された複数の微粒子は、収集部材6cの複数の凹部60cに堆積しやすい。要するに、収集部材6cは複数の凹部60cを上面に有するため、生成された微粒子を収集できる。
6b ターゲット
6c 収集部材
10 レーザ装置
20 生成装置
60c 穴
100 レーザアブレーション装置
Claims (8)
- 金からなるターゲットをチャンバ内に配置する工程と、
前記チャンバ内に0.7以上の換算密度を有する超臨界トリフルオロメタンを収納する工程と、
前記ターゲットにレーザ光を照射して、レーザアブレーションにより前記ターゲットから金微粒子を生成する工程とを備える、金微粒子の製造方法。 - 請求項1に記載の金微粒子の製造方法であってさらに、
前記超臨界トリフルオロメタンを前記チャンバ内に収納する前に、複数の凹部が形成された上面を有する収集部材を前記チャンバ内に配置する工程を備える、金微粒子の製造方法。 - 請求項2に記載の金微粒子の製造方法であってさらに、
前記金微粒子を生成後、揮発性の液体を前記収集部材の前記凹部に滴下する工程を備える、金微粒子の製造方法。 - 請求項1に記載の金微粒子の製造方法により生成され、350nm以上の粒径を有する、金微粒子。
- 超臨界流体及びターゲットを収納するチャンバと、
前記チャンバ内に配置され、穴が形成された上面を有する収集部材と、
前記超臨界流体を生成する生成装置と、
レーザ光を前記ターゲットに照射するレーザ装置とを備える、レーザアブレーション装置。 - 超臨界流体中におけるレーザアブレーションにより、ターゲットから微粒子を生成するレーザアブレーション装置内に配置される収集部材であって、
穴が形成された上面を有する、収集部材。 - ターゲットと、穴が形成された上面を有する収集部材とをチャンバ内に配置する工程と、
前記チャンバ内に超臨界流体を収納する工程と、
ターゲットにレーザ光を照射して、レーザアブレーションにより前記ターゲットから微粒子を生成する工程とを備える、微粒子の製造方法。 - 請求項7に記載の微粒子の製造方法であってさらに、
揮発性の液体を前記凹部に滴下する工程を備える、微粒子の製造方法。
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