JP4936039B2 - 複合ナノワイヤー及びその製造方法 - Google Patents
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Description
上記構成において、複合ナノワイヤーは、好ましくは、カドミウムチオシリケートからなるナノワイヤーと珪素からなるナノワイヤーとが、長手方向に接合してなる。この複合ナノワイヤーの直径は、好ましくは、約130nmである。
また、複合ナノワイヤーは、好ましくは、珪素からなるナノワイヤーを芯とし、カドミウムチオシリケートからなるナノワイヤーを鞘とした、芯鞘構造を有している。芯の直径は、好ましくは約60nmであり、鞘の直径が100〜120nmである。
図1は、本発明の複合ナノワイヤーを製造する加熱炉の模式的な断面図である。この装置を例に製造方法を説明する。
加熱炉1は、坩堝2と、坩堝2を収容する誘導加熱円筒管3と、誘導加熱円筒管3を収容する反応管4と、反応管4の外に配置した高周波誘導加熱用コイル5と、を含み構成されている。
反応管4は溶融石英管などからなり、反応管4を気密的に保持する上部フランジ6及び下部フランジ7が、反応管4の両端に設けられている。上部フランジ6及び下部フランジ7には、窒素ガスの流入口8,9がそれぞれ配設され、下部のフランジ7には、窒素ガスの排出口10が配設されている。また、グラファイトなどからなる誘導加熱円筒管3の外側は、断熱材となる炭素繊維11で被覆されている。そして、誘導加熱円筒管3の上部及び下部に窒素ガス流入用のカーボン製の管12,13が配設されており、下部の窒素ガス流入用カーボン管13は、窒素ガスの流入口9に接続されている。
さらに、上部フランジ6には、坩堝2の温度を測定するためのプリズムを有する窓部14が配設されている。この窓部14から、図示しないパイロメータなどの放射温度計により、坩堝2及びこの坩堝2を収容する誘導加熱円筒管3の測温がされる。
ここで、加熱炉1は、縦型に限らず横型でもよい。また、加熱方法は、高周波誘導加熱に限らず、坩堝2を加熱できるランプ加熱による加熱装置であってもよい。
最初に、硫化カドミウム(CdS)粉末と珪素(Si)粉末と硫化スズ(SnS)粉末との混合物15を、グラファイト製の坩堝2に入れる。
次に、この坩堝2を、断熱材となる炭素繊維で覆われたグラファイト製の誘導加熱円筒管3に入れて、加熱炉1の中央部に設置する。
そして、反応管4内を減圧した後に、窒素ガスを流しながら、800〜1200℃で0.2〜1.5時間加熱する。
硫化カドミウム粉末(高純度化学研究所製、純度99.9%)を1.44gと珪素粉末(高純度化学研究所製、純度99.999%)を0.28gと硫化スズ(高純度化学研究所製の純度99.9%)を0.01gとした混合物15を、グラファイト製の坩堝2に入れ、この坩堝2をグラファイト製の誘導加熱円筒管3に挿入し、加熱炉1の中央部に設置した。
その後、加熱炉1を室温に冷却したところ、加熱時に約600℃になっていた誘導加熱円筒管3の出口に、黄色の粉末が0.1g堆積した。
図2から分かるように、実施例で合成された黄色の粉末には、立方晶系の珪素と格子定数a=12.34Å、b=7.089Å、c=12.35Åを有する単斜晶系のカドミウムチオシリケートとが、共存していることが分かった。
以上の結果から、実施例で合成した黄色粉末には、カドミウムチオシリケートからなるナノワイヤーと珪素からなるナノワイヤーとが平行方向、すなわち、長手方向に接合した複合ナノワイヤーが生成していることが分かった。
図8及び図9から、鞘の直径(外径)が約110nmで、芯の直径が約60nmであることが明らかとなった。
これにより、図2、図8、図10、図11の結果から、鞘の部分がカドミウムチオシリケートからなり、芯の部分が珪素からなるコア−シェル型の複合ナノワイヤーが生成したことが分かった。
2:坩堝
3:誘導加熱円筒管
4:反応管
5:高周波誘導加熱用コイル
6:上部フランジ
7:下部フランジ
8,9:窒素ガスの流入口
10:窒素ガスの排出口
11:炭素繊維
12,13:カーボン製管
14:窓部
15:硫化カドミウム粉末と珪素粉末と硫化スズ粉末とからなる混合物
16:窒素ガス
Claims (6)
- カドミウムチオシリケートと珪素とからなることを特徴とする、複合ナノワイヤー。
- 前記カドミウムチオシリケートからなるナノワイヤーと前記珪素からなるナノワイヤーとが、長手方向に接合してなることを特徴とする、請求項1記載の複合ナノワイヤー。
- 前記複合ナノワイヤーの直径が、約130nmであることを特徴とする、請求項1記載の複合ナノワイヤー。
- 前記複合ナノワイヤーが、前記珪素からなるナノワイヤーを芯とし、前記カドミウムチオシリケートからなるナノワイヤーを鞘とした、芯鞘構造を有していることを特徴とする、請求項1記載の複合ナノワイヤー。
- 前記芯の直径が約60nmであり、前記鞘の直径が100〜120nmであることを特徴とする、請求項4記載の複合ナノワイヤー。
- 硫化カドミウム粉末と珪素粉末と硫化スズ粉末との混合物を、窒素ガス気流中において800〜1200℃で0.2〜1.5時間加熱し、カドミウムチオシリケートと珪素とからなる複合ナノワイヤーを合成することを特徴とする、複合ナノワイヤーの製造方法。
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JP2005241858A JP4936039B2 (ja) | 2005-08-23 | 2005-08-23 | 複合ナノワイヤー及びその製造方法 |
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