JPH09256140A - 金、銀、又は銅の金属微粒子の製造方法 - Google Patents

金、銀、又は銅の金属微粒子の製造方法

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JPH09256140A
JPH09256140A JP8994296A JP8994296A JPH09256140A JP H09256140 A JPH09256140 A JP H09256140A JP 8994296 A JP8994296 A JP 8994296A JP 8994296 A JP8994296 A JP 8994296A JP H09256140 A JPH09256140 A JP H09256140A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】基板表面上に蒸着法によって金、銀又は銅の金
属微粒子を得るに際し、蒸着した金粒子同士の合体の進
行を抑制して、固体基板上に均一に分散した金の微粒子
を製造する方法を提供することを目的とする。 【構成】基板表面上に蒸着法によって金、銀又は銅の金
属微粒子を製造するに当たり、ヨウ素を存在させること
を特徴とする金、銀又は銅の金属微粒子の製造方法であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は固体基板上に金、銀又は
銅の金属の微粒子を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】金、銀又は銅などの微粒子は有機化合物
の酸化触媒、NOの還元触媒などへの応用が進められて
いる。また、これらの金属の微粒子をガラスマトリック
ス中に分散させることで、非線形光学材料として応用が
期待されている。これらの応用において重要なことは個
々の金、銀又は銅の金属微粒子サイズを如何に小さくす
るかということである。触媒反応においては、化学反応
は触媒表面で起こるため、金、銀又は銅の金属微粒子を
触媒として使用する場合には、金、銀又は銅の金属微粒
子の表面積を極力広く、また個々の金、銀又は銅の金属
微粒子を均一に分散させることが必要である。また、
金、銀又は銅の金属微粒子を非線形光学材料へ応用する
場合、これらの金属の粒径が非常に小さくなることで生
じる量子サイズ効果によって非線形光学効果が発現する
ので、金、銀又は銅の金属微粒子のサイズを極力小さく
する必要がある。
【0003】従来から行なわれている固体表面上に金、
銀又は銅の金属微粒子を製造させる方法としては、これ
らの金属の真空蒸着法がある。これは真空に排気した容
器の中で、上述の金属を加熱して蒸気化し、これを基板
表面上に析出させる方法である。しかしながら、従来触
媒として用いられるこれら金属のうち、例えば金微粒子
は、主に金の有機錯体を原料に用い、SiO2,Al2
3などのさまざまな担体と混合或いは共沈させた後、熱
処理することで得られてきた。また、非線形光学材料と
して用いられる金微粒子を分散させたガラスでも、その
作製手法はほぼ同様で、原料に有機金錯体を用いている
ことが多い。このように、真空蒸着などの手法によって
得られる金微粒子が触媒として、或いは、非線形光学材
料として利用されなかった理由の1つとしては、多くの
固体表面上に蒸着した金微粒子は、粒子同士が合体し成
長するために、粒子サイズが増大したり、あるいは膜状
になるためである。このような状態の金では望まれる触
媒機能や非線形光学効果を得ることは困難であった。こ
のような粒子同士が合体、成長する現象は銀や銅の金属
についても見られた。従って、蒸着法によって得られる
金、銀又は銅などの金属の微粒子に触媒機能や非線形光
学効果を期待するためには、粒同士の合体の進行を抑制
する必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は金、銀又
は銅の金属を蒸着法によってこれら金属の微粒子を得る
に際し、蒸着した金属粒子同士の合体の進行を抑制し、
これらの金属微粒子を製造する方法について種々検討し
た結果、本発明を完成したもので、本発明の目的は、固
体基板上に均一に分散した金、銀又は銅の金属の微粒子
を製造する方法を提供する。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、基板表
面上に蒸着法によって金、銀、又は銅の金属微粒子を製
造するに当たり、ヨウ素を存在させることを特徴とする
金、銀又は銅の金属微粒子の製造方法であり、ヨウ素を
存在させる手段としてヨウ素をあらかじめ基板上に吸着
させておく方法、或いは、基板表面に金、銀、又は銅の
金属の供給と同時にヨウ素を供給する方法が好ましい。
【0006】
【作用】即ち、本発明においては、高配向性熱分解グラ
ファイト(HOPG)及びSiO2ガラスを基板として
用い、ヨウ素が存在する条件下で金、銀又は銅の金属を
真空蒸着することによって基板表面にこれらの金属の微
粒子を得、蒸着した金、銀又は銅の金属微粒子同士の合
体を抑制し、膜状に成長することを防止することが出来
る。この現象については、未だ十分解明されてはいない
が、金、銀又は銅の金属以外の金属についても同様の微
粒子が製造しうることは可能であると予測出来る。ただ
共存させる元素としてヨウ素以外の場合は蒸着する金属
との反応性について十分考慮しなければならない。
【0007】以下、本発明について詳細に述べる。本発
明における基板としては、高配向性熱分解グラファイト
(HOPG)及びSiO2ガラスを基板を使用すること
が好ましい。殊に、高配向性熱分解グラファイトの(0
001)面(基底面)にはヨウ素が物理吸着するため、
従って、基板上に蒸着した金、銀又は銅の金属微粒子の
合体をより効果的に抑制することが出来ると共に、蒸着
した金、銀又は銅の金属微粒子は3次元方向、即ち高さ
方向にも成長する。
【0008】金の蒸着手段は、ヨウ素の存在によっても
従来の蒸着条件と異ならず、例えば金ワイヤ−、金板等
の原料を使用し、約2×10-4Torr以下の減圧若し
くは真空下で加熱して蒸着して行なう。蒸着の際の条件
としては、蒸着速度をコントロ−ルすることが重要であ
るが、通常、約0.1〜1Å/s程度の蒸着速度範囲で
蒸着し、基板表面に析出させる。基板表面の温度として
は通常室温である。金以外の銀又は銅の金属の蒸着につ
いても従来の蒸着方法と同様である。蒸着の際、ヨウ素
を存在させる方法としては、あらかじめ基板表面に吸着
させるか、或いは金と同時に蒸着装置に供給してもよ
い。使用するヨウ素としては、市販されているヨウ素
(I2)等を用いることが好ましい。得られる金微粒子
のサイズとしては、金コロイドと同程度の約10〜30
nm程度であり、これらは基板表面上に個々独立した状
態にある。他の金属についても同様である。
【0009】
【実施例及び比較例】以下、実施例をもって具体的に本
発明を説明する。 実施例1 あらかじめ表面を清浄化したHOPG基板をガラス製容
器にいれ、真空排気後、室温にてヨウ素蒸気を容器内に
導入し、基板をヨウ素蒸気に暴露する。その後、これを
取り出して真空蒸気装置内に設置する。真空蒸気装置を
排気した後、金を蒸着する。この時の基板の温度は室温
とした。蒸着する金の量は膜厚計によって測定した。こ
の方法によって得られたHOPG上の金微粒子のFE−
SEM写真を図1に示す。また比較のためヨウ素を供給
しないで真空蒸着した試料のFE−SEM写真も図2に
併せて示す。いずれの試料も膜厚計による平均膜厚を1
00Åとした場合の結果である。通常の蒸着法で作製し
た金は膜状であるのに対し、ヨウ素を供給した場合には
個々の粒子が独立して存在している。得られた金粒子の
粒径は、数nm〜数10nmまで分布していた。
【0010】実施例2 あらかじめ表面を清浄化したHOPG基板を真空蒸着装
置内に設置し、装置を真空排気する。その後装置に設け
た気体導入装置より基板近傍に配置したノズルからヨウ
素蒸気を直接基板に吹きかける。このヨウ素蒸気の導入
は、蒸着に先立ち開始する。ヨウ素を導入した後、金の
蒸着を開始する。金の蒸着を行なっている間、ヨウ素は
継続して供給する。蒸着終了後、直ちにヨウ素の供給を
停止する。この際の基板温度は室温とした。また、基板
としてSiO2を使用して同様な方法によってSiO2
板上に金の微粒子を蒸着させた。これらの方法によって
作製したHOPG基板上の金の微粒子のFE−SEM写
真を図3に、SiO2基板上の金の微粒子のFE−SE
M写真を図4に示す。この試料の場合の平均膜厚は、蒸
着速度と蒸着時間から、両者とも約60Å程度である。
得られた金微粒子の平均粒径は、実施例1の場合と同様
に、nmサイズであった。さらに図3及び図4を図1と
対比すると、本実施例の方法によって得られた金微粒子
の粒径及び分布が実施例1の場合より均一になっている
ことが分かった。
【0011】
【発明の効果】以上述べたように、金、銀又は銅の金属
の蒸着に際して、ヨウ素を存在させることによって基板
上にこれら金属の微粒子を作製することが可能となり、
これによって蒸着法によって得られる金銀又は銅の金属
微粒子を触媒や非線形光学材料として使用することが期
待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の方法によって得られたHOPG基板
上の金微粒子のFE−SEM写真
【図2】ヨウ素を供給しないで真空蒸着した試料のFE
−SEM写真
【図3】実施例2の方法によって作製したHOPG基板
上の金の微粒子のFE−SEM写真
【図4】実施例2の方法によって作製したSiO2基板
上の金の微粒子のFE−SEM写真
フロントページの続き (72)発明者 山田 修輔 茨城県土浦市富士崎1−18−7−603号

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板表面上に蒸着法によって金、銀、又
    は銅の金属微粒子を製造するに当たり、ヨウ素を存在さ
    せることを特徴とする金、銀又は銅の金属微粒子の製造
    方法。
  2. 【請求項2】 ヨウ素をあらかじめ基板上に吸着させて
    おく請求項1記載の金、銀又は銅の金属微粒子の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 基板表面に金、銀又は銅の金属の供給と
    同時にヨウ素を供給する請求項1記載の金、銀又は銅の
    金属微粒子の製造方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002063666A1 (en) * 2001-02-06 2002-08-15 Genitech Co., Ltd. A chemical vapor deposition method for depositing copper film using hydrogen plasma and surfactant
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US8124785B2 (en) 2006-02-27 2012-02-28 National University Corporation Nagoya University Method for producing nanoparticles
JP2015051380A (ja) * 2013-09-05 2015-03-19 大日本印刷株式会社 金属粒子担持触媒、及びその製造方法
JP2019113515A (ja) * 2017-12-25 2019-07-11 株式会社 Eu−BS 放射性物質吸着体製造方法と放射性物質吸着体と放射性物質回収方法

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