JP3873124B2 - Single crystal indium oxide nanotubes containing metal indium and method for producing the same - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、金属インジウムが内含されている単結晶酸化インジウムナノチューブとその製造方法に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、マイクロエレクトロニクス、オプトエレクトロニクス等の分野に応用が期待されている酸化インジウム系の単結晶ナノチューブとその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
酸化物のナノチューブは、そのサイズ及び形態に由来する特有の機能を有しているため、数々の分野への応用が期待されている。したがって、合成法の研究も盛んに行われており、たとえば、有機物ゲルや界面活性剤を鋳型として用い、ＶＯx、ＴｉＯ2、希土類金属の酸化物等のナノチューブが合成する方法が提案されている。しかしながら、この方法では、合成されたナノチューブに有機成分が混入するという問題がある。
【０００３】
一方、ナノサイズの多孔性のアルミナやカーボンナノチューブを鋳型として用い、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｖ2Ｏ5、ＭｏＯ3等の多結晶ナノチューブを製造する方法が提供されてもいる（たとえば、非特許文献１、２参照）。
【０００４】
【非特許文献１】
C. N. R. Rao，外２名，ケミカル・コミュニケーションズ(Chem. Commun.)，1997年，第１６巻，ｐ．1581
【非特許文献２】
B. C. Satishkumar，外４名，ジャーナル・オブ・マテリアル・リサーチ(J. Mater. Res.)，1997年，第１２巻，ｐ．604
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記方法では、これまでに単結晶の酸化物ナノチューブは合成されていない。
【０００６】
酸化インジウムは、広いバンドギャップの有用な半導体であり、マイクロエレクトロニクス、オプトエレクトロニクス等の分野で広く利用されている。
【０００７】
そこで、この出願の発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであり、金属インジウムが内含されている単結晶酸化インジウムナノチューブとその製造方法を提供することを解決すべき課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、単結晶の酸化インジウムナノチューブであり、その中空部に金属インジウムが内含されていることを特徴とする金属インジウムが内含されている単結晶酸化インジウム（請求項１）を提供する。
【０００９】
また、この出願の発明は、金属インジウムと酸化インジウムの混合粉末を真空下で1000℃〜1500℃の温度範囲に加熱することを特徴とする金属インジウムが内含されている単結晶酸化インジウムナノチューブの製造方法（請求項２）を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この出願の発明は、以上に示したとおりの特徴を有するものであり、以下、実施例を示し、この出願の発明の金属インジウムが内含されている単結晶酸化インジウムナノチューブとその製造方法についてさらに詳しく説明する。
【００１１】
【実施例】
金属インジウムと酸化インジウムの混合粉末を重量比１：４として機械的に十分混合した。この混合物を筒状のアルミナ製るつぼの底部に入れ、るつぼを縦型高周波誘導加熱炉の中に配置した。そして、真空中、1300℃で３０分間保持した。加熱中、アルミナ製るつぼの上部温度は、およそ700℃〜800℃であった。加熱終了後、アルミナ製るつぼの上部に灰黄色の粉末の層が生成した。
【００１２】
生成した灰黄色の粉末をＸ線回折スペクトルにより分析を行ったところ、図１に示したように、立方晶系の酸化インジウムと正方晶系の金属インジウムが検出された。
【００１３】
また、生成物を透過型電子顕微鏡で観察すると、図２に示したように、中空部分を有するナノチューブであり、その中空部分に充填物があることが確認された。Ｘ線エネルギー拡散スペクトルの測定結果から、中空部を有するチューブ状の部分の化学組成は、インジウムと酸素の比がほぼ２：３の酸化インジウムであり、充填物の化学組成は純粋なインジウムであることが確認された。この結果は、図１に示したＸ線回折パターンとよく一致している。
【００１４】
さらに、透過型電子顕微鏡の観察結果から、ナノチューブは単結晶であることが確認された。ナノチューブは直線状で、長さが数μｍ、外径が３０nm〜150nmであった。また、ナノチューブの壁の厚さは数nm〜５０nmであった。
【００１５】
得られた金属インジウムを内含している単結晶酸化インジウムナノチューブのフォトルミネッセンスを室温においてＨｅ−Ｃｄレーザを励起源として測定した。その結果を示したのが図３のグラフである。金属インジウムを内含している単結晶酸化インジウムナノチューブはオレンジ色のルミネッセンスを示し、発光強度が、市販品の酸化インジウム粉末の発光強度の７倍以上であった。
【００１６】
もちろん、この出願の発明は、以上の実施例によって限定されるものではない。細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。
【００１７】
【発明の効果】
以上詳しく説明したとおり、この出願の発明によって、金属インジウムが内含されている単結晶酸化インジウムナノチューブが提供される。また、金属インジウムが内含されている単結晶酸化インジウムナノチューブの製造方法が確立された。マイクロエレクトロニクス、オプトエレクトロニクス等の分野への応用が期待される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例で得られた生成物のＸ線回折パターンである。
【図２】実施例で得られた生成物の透過型電子顕微鏡像である。
【図３】実施例で得られた生成物と市販品の酸化インジウム粉末のフォトルミネッセンスを示したスペクトルである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The invention of this application relates to a single crystal indium oxide nanotube containing metal indium and a method for producing the same. More specifically, the invention of this application relates to an indium oxide-based single crystal nanotube that is expected to be applied to fields such as microelectronics and optoelectronics, and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
Oxide nanotubes have unique functions derived from their size and form, and are expected to be applied in many fields. Therefore, research on synthesis methods is also actively conducted. For example, a method of synthesizing nanotubes such as VO x , TiO 2 , rare earth metal oxides using organic gels or surfactants as templates has been proposed. . However, this method has a problem that organic components are mixed into the synthesized nanotube.
[0003]
On the other hand, a method for producing polycrystalline nanotubes such as ZrO 2 , Al 2 O 3 , V 2 O 5 , MoO 3 using nano-sized porous alumina or carbon nanotubes as a template has also been provided (for example, Non-patent documents 1 and 2).
[0004]
[Non-Patent Document 1]
CNR Rao, 2 others, Chem. Commun., 1997, Vol. 16, p. 1581
[Non-Patent Document 2]
BC Satishkumar, 4 others, Journal of Material Research (J. Mater. Res.), 1997, Vol. 12, p. 604
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above method, single crystal oxide nanotubes have not been synthesized so far.
[0006]
Indium oxide is a useful semiconductor with a wide band gap, and is widely used in fields such as microelectronics and optoelectronics.
[0007]
Accordingly, the invention of this application has been made in view of the above circumstances, and an object to be solved is to provide a single crystal indium oxide nanotube containing metal indium and a method for producing the same.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention of this application is a single-crystal indium oxide nanotube that solves the above-described problems, and the hollow portion contains metallic indium. Crystalline indium oxide (Claim 1) is provided.
[0009]
The invention of this application is also directed to a single crystal indium oxide nanotube containing metallic indium, characterized in that a mixed powder of metallic indium and indium oxide is heated in a temperature range of 1000 ° C. to 1500 ° C. under vacuum. A manufacturing method (claim 2) is provided.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The invention of this application has the features as described above. Hereinafter, examples will be described, and the single crystal indium oxide nanotubes containing the metal indium of the invention of this application and the manufacturing method thereof will be further described. explain in detail.
[0011]
【Example】
A mixed powder of indium metal and indium oxide was mechanically mixed sufficiently at a weight ratio of 1: 4. This mixture was placed in the bottom of a cylindrical alumina crucible, and the crucible was placed in a vertical high frequency induction heating furnace. And it hold | maintained for 30 minutes at 1300 degreeC in the vacuum. During heating, the upper temperature of the alumina crucible was approximately 700 ° C to 800 ° C. After heating, a layer of grayish yellow powder was formed on the top of the alumina crucible.
[0012]
When the produced yellowish yellow powder was analyzed by X-ray diffraction spectrum, cubic indium oxide and tetragonal metal indium were detected as shown in FIG.
[0013]
Moreover, when the product was observed with a transmission electron microscope, as shown in FIG. 2, it was confirmed that the product was a nanotube having a hollow portion, and the hollow portion had a filler. From the measurement result of the X-ray energy diffusion spectrum, the chemical composition of the tube-shaped portion having the hollow portion is indium oxide having a ratio of indium to oxygen of approximately 2: 3, and the chemical composition of the filling is pure indium. It was confirmed. This result is in good agreement with the X-ray diffraction pattern shown in FIG.
[0014]
Furthermore, the observation result of the transmission electron microscope confirmed that the nanotube was a single crystal. The nanotubes were linear, had a length of several μm, and an outer diameter of 30 nm to 150 nm. The wall thickness of the nanotube was several nm to 50 nm.
[0015]
The photoluminescence of the obtained single crystal indium oxide nanotubes containing metallic indium was measured at room temperature using a He-Cd laser as an excitation source. The graph of FIG. 3 shows the result. Single-crystal indium oxide nanotubes containing metallic indium showed orange luminescence, and the emission intensity was 7 times or more the emission intensity of commercially available indium oxide powder.
[0016]
Of course, the invention of this application is not limited by the above embodiments. Needless to say, various details are possible.
[0017]
【The invention's effect】
As described above in detail, the invention of this application provides a single crystal indium oxide nanotube containing metallic indium. In addition, a method for producing single crystal indium oxide nanotubes containing metallic indium has been established. Applications in fields such as microelectronics and optoelectronics are expected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an X-ray diffraction pattern of a product obtained in an example.
FIG. 2 is a transmission electron microscope image of the product obtained in the example.
FIG. 3 is a spectrum showing the photoluminescence of the product obtained in Example and a commercially available indium oxide powder.
Claims (2)
Priority Applications (1)
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| JP2002358692A JP3873124B2 (en) | 2002-12-10 | 2002-12-10 | Single crystal indium oxide nanotubes containing metal indium and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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