JPH09316504A - Al超微粒子 - Google Patents

Al超微粒子

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JPH09316504A
JPH09316504A JP8131681A JP13168196A JPH09316504A JP H09316504 A JPH09316504 A JP H09316504A JP 8131681 A JP8131681 A JP 8131681A JP 13168196 A JP13168196 A JP 13168196A JP H09316504 A JPH09316504 A JP H09316504A
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decahedron
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JP8131681A
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Heishiya Kiyo
並社 許
Shunichiro Tanaka
俊一郎 田中
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Research Development Corp of Japan
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 Al超微粒子を粒子単体として得ることを可
能にすると共に、その結晶方位や結晶面を容易に制御す
ることを可能にする。 【解決手段】 Al多重双晶粒子からなるAl超微粒子
であって、このAl多重双晶粒子は {111}面で囲まれた
Al多重双晶五角十面体粒子4aである。Al多重双晶
五角十面体粒子4aは10〜30nmの範囲の粒径を有してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、多重双晶粒子から
なるAl超微粒子に関する。
【0002】
【従来の技術】金属粒子には、その粒径が 100nm以下と
いうように超微粒子化すると、通常の粒子(例えば 1μ
m 以上)とは異なる特性が出現する。これは、全原子数
に対して表面に存在する原子数が増加する、すなわち比
表面積が増大するために、粒子の特性に対して表面エネ
ルギー等の表面の性質の影響を無視できなくなるためで
ある。
【0003】このように、超微粒子ではバルクに比べて
融点や焼結温度の低下が起こる等、バルク材とは異なる
特性を示したり、さらには超微粒子間にトンネル効果が
生じたり、量子力学的効果(量子井戸、ミニバンド
等)、高い触媒特性等が発現する可能性がある。また、
超微粒子は新しい表面現象の発見やその概略の掌握等に
適している。これらを利用することによって、材料の特
性改善、各種デバイスや触媒等の機能材料への応用等が
可能であることから、超微粒子自体の物性等に関する研
究や超微粒子の応用に関する研究等が進められている。
【0004】上述したような超微粒子は、従来、例えば
以下に示すような物理的方法や化学的方法で作製されて
いる。すなわち、物理的な超微粒子の製造方法として
は、不活性ガス中で金属等を蒸発させ、ガスとの衝突に
より冷却・凝縮させて超微粒子を生成するガス中蒸発
法、蒸発源としてスパッタ現象を利用するスパッタリン
グ法、真空下で金属を加熱し、蒸発した金属原子を有機
溶剤と共に有機溶剤の凝固点以下に冷却した基板上に共
蒸着させて超微粒子を得る金属蒸気合成法、オイル上に
金属を蒸着させる流動油上真空蒸発法等が例示される。
【0005】また、液相を利用した化学的な超微粒子の
製造方法としては、高分子界面活性剤を共存させたアル
コール中で貴金属塩を還流条件下で還元するコロイド
法、金属アルコキシドの加水分解を利用するアルコキシ
ド法、金属塩の混合液に沈殿剤を加えて沈殿粒子を得る
共沈法等が、さらに気相を利用した化学的な超微粒子の
製造方法としては、金属カルボニル化合物等の熱分解反
応により金属超微粒子を得る有機金属化合物の熱分解
法、金属塩化物を反応ガス気流中で還元・酸化または窒
化して超微粒子を得る金属塩化物の還元・酸化・窒化
法、酸化物・含水化物を水素気流中で加熱して還元する
水素中還元法、金属塩溶液をノズルより噴霧し熱風乾燥
させる溶媒蒸発法等が例示される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の超微
粒子に対する研究や開発は、主として超微粒子の集合体
に関するものであり、超微粒子単体としての性質や応用
に関する研究は十分に行われているとは言えない。これ
は、上述した従来の超微粒子の製造方法にも起因してお
り、従来の製造方法では超微粒子を粒子単体として得る
ことが困難であったためである。
【0007】例えば、Al超微粒子を触媒等の各種機能
材料やデバイス等に応用することが検討されている。こ
のような応用展開にあたって、Al超微粒子の特性制御
等を行う上で、結晶方位や結晶面等の制御性を高めるこ
とが望まれる。しかし、従来の製造方法ではAl超微粒
子を粒子単体として得ること自体が難しく、またAl超
微粒子を粒子単体として得ることができても、その結晶
方位や結晶面を容易に制御することはできない。これが
Al超微粒子の応用展開を妨げている。
【0008】本発明は、このような課題に対処するため
になされたもので、超微粒子単体として得ることがで
き、かつ結晶方位等を容易に制御することが可能であ
り、各種操作、制御、応用展開等を可能したAl超微粒
子を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のAl超微粒子
は、Al多重双晶粒子からなるAl超微粒子であって、
Al多重双晶粒子は {111}面で囲まれたAl多重双晶五
角十面体粒子であり、かつ粒径が10〜30nmの範囲である
ことを特徴としている。
【0010】すなわち本発明は、例えば非晶質炭素膜上
に配置された準安定Al酸化物粒子に真空雰囲気中で電
子線を照射して、Al酸化物の構成金属であるAlの超
微粒子を生成する際に、電子線の照射条件等を制御する
ことによって、おおよそAl超微粒子の生成距離(準安
定Al酸化物粒子からの距離)に応じて、 {111}面で囲
まれたAl多重双晶五角十面体粒子が得られることを見
出したことに基いて成されたものである。このAl多重
双晶五角十面体粒子からなる本発明のAl超微粒子は、
五角十面体の各稜部に大きな歪を有しており、またこの
大きな歪が生じている各双晶面は化学的に非常に活性で
ある。これらによって、印加磁場方向に対して五角十面
体の頂点方向が平行となるように配向するという磁場配
向性を有しており、さらに例えばAl超微粒子を触媒等
に応用するにあたって活性を高めることができるという
ような利点を有する。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施するための形
態について説明する。
【0012】図1は、本発明のAl超微粒子の作製過程
の一実施形態を示す模式図である。同図において、1は
非晶質炭素膜であり、この非晶質炭素としては例えばi-
カーボン等が用いられる。このような非晶質炭素膜1上
に、図1(a)に示すように、準安定Al酸化物粒子2
を配置する。
【0013】上記した準安定Al酸化物粒子2として
は、Al2 3 の準安定相である例えばθ−Al2 3
粒子が挙げられ、その粒径は特に限定されるものではな
いが、例えば90〜 200nm程度の粒径を有するものが用い
られる。このような準安定相のθ−Al2 3 粒子等か
らなる準安定Al酸化物粒子2に対して、非晶質炭素膜
1上に配置した状態で電子線3を照射する。
【0014】準安定Al酸化物粒子2に照射する電子線
3の強度は、 1.0×1019〜 1.0×1021e/cm2 ・sec の範
囲とすることが好ましい。また、電子線3の照射は真空
雰囲気中で行うものとし、具体的には 1×10-5Pa以下の
真空雰囲気中で電子線3を照射することが好ましい。
【0015】上記したような電子線3を準安定Al酸化
物粒子2に照射すると、準安定Al酸化物粒子2が活性
化され、図2に示すように、その構成元素であるAlお
よびOが周囲に飛散する。この際、電子線3照射時の雰
囲気が真空雰囲気であることに加えて、準安定Al酸化
物粒子2が還元作用を有する非晶質炭素膜1上に配置さ
れていることから、準安定Al酸化物粒子2から飛散し
た酸素は還元されて、準安定Al酸化物粒子2の構成金
属元素であるAlのみがクラスターとして周囲の非晶質
炭素膜1上に付着し、図1(b)に示すように、準安定
Al酸化物粒子2の周囲にAl超微粒子4が生成する。
なおこの際に、Al2 3 の安定相であるα−Al2
3 粒子5等も一部生成する。
【0016】ここで、得られるAl超微粒子4の粒径
は、照射する電子線3の強度等によって異なるものの、
おおよそ 2〜50nm程度である。このAl超微粒子4の粒
径は、おおよそ準安定Al酸化物粒子2からの距離に応
じて、大きな粒径を有するものほど準安定Al酸化物粒
子2の近傍に生成する。そして、準安定Al酸化物粒子
2からの距離がある範囲の領域において、図2に示すよ
うな {111}面で囲まれたAl多重双晶五角十面体粒子4
aが得られる。すなわち、 {111}面で囲まれた 5個の四
面体構造の結晶粒が双晶面Tを挟んで結合されたAl多
重双晶五角十面体粒子4aが得られる。
【0017】Al多重双晶五角十面体粒子2aが得られ
る領域は、照射する電子線3の強度等によって異なり、
例えば 3×1020e/cm2 ・sec 程度の強度を有する電子線
を照射した場合、準安定Al酸化物粒子2から50nm程度
の領域に生成する。このような特定の領域に生成するA
l超微粒子4の粒径は、ほぼ10〜30nmの範囲となり、こ
のような粒径を有するAl超微粒子4がAl多重双晶五
角十面体粒子2aとなる。すなわち、Al超微粒子4の
粒径を10〜30nmの範囲に制御することにより、{111}面
で囲まれたAl多重双晶五角十面体粒子4aが得られ
る。
【0018】上述したように、準安定Al酸化物粒子2
から飛散するAlクラスターは酸素を含まず、非常に活
性な状態にあり、このようなAlクラスターが特定の粒
径、すなわち上記した10〜30nmの範囲の粒径のAl超微
粒子4となる際に、Al多重双晶五角十面体粒子4aが
形成される。Al超微粒子4の粒径が10nm未満である
と、多重双晶五角十面体粒子を生成し得るようなエネル
ギー状態が得られず、一方30nmを超えると五角十面体粒
子を維持することができなくなって、双晶面を有してい
たとしても楕円状や不定形な粒子なってしまう。このよ
うに、Al超微粒子4の粒径が10〜30nmの範囲である場
合に、適度なエネルギー状態が得られて、Al多重双晶
五角十面体粒子4aを形成するものと考えられる。
【0019】なお、多重双晶五角十面体粒子は、Auや
Pt等の他の fcc金属において得られているものの、A
lは本質的に非常に酸化しやすく、従来の方法では見出
されていなかったものである。また、従来、Al超微粒
子として報告されている例は、あくまでも酸化物を含む
矩形の粒子にすぎない。
【0020】準安定Al酸化物粒子2への電子線3の照
射条件についてさらに詳述すると、準安定Al酸化物粒
子2に照射する電子線3の強度は、上記したように 1.0
×1019〜 1.0×1021e/cm2 ・sec の範囲とすることが好
ましく、電子線3の強度が1.0×1019e/cm2 ・sec 未満
であると、準安定Al酸化物粒子2からAl超微粒子4
を生成することができたとしても、歪みの大きいAl多
重双晶五角十面体粒子4aを生成し得るほどに、Alク
ラスターを活性化することができない。言い換えると、
1.0×1019e/cm2 ・sec 以上の強度を有する電子線は、
準安定Al酸化物粒子2の局所加熱効果と酸素原子のノ
ックオン効果等をもたらすと共に、準安定Al酸化物粒
子2から供給されるAlクラスターを十分に活性化する
ため、目的とするAl多重双晶五角十面体粒子4aが生
成される。一方、電子線3の強度が 1.0×1021e/cm2
sec を超えると、準安定Al酸化物粒子2のダメージが
大きくなりすぎて、準安定Al酸化物粒子2から供給さ
れるAlクラスターの制御が困難となり、目的とするA
l多重双晶五角十面体粒子4aを生成することができな
い。照射する電子線3の強度は、 3×1019〜 5×1020e/
cm2 ・sec の範囲であることがより好ましい。
【0021】また、準安定Al酸化物粒子2に電子線3
を照射する際の雰囲気は、 1×10-5Pa以下の真空雰囲気
とすることが好ましく、 1×10-5Paを超える雰囲気中で
は酸素原子を十分に除去することができず、これらによ
り準安定Al酸化物粒子2から供給されるAlクラスタ
ーの酸化が生じて、Al多重双晶五角十面体粒子4aを
生成することができない。
【0022】上記したAlクラスターの還元、すなわち
酸化物を有しない活性なAlクラスターの生成は、Al
多重双晶五角十面体粒子4aの形成に大きく影響し、活
性なAl原子またはAlクラスターでAl超微粒子4を
生成することによって、はじめてAl多重双晶五角十面
体粒子4aを形成することが可能となる。Alクラスタ
ー等の活性な状態での供給には、準安定Al酸化物粒子
2を配置する非晶質炭素膜1も影響している。すなわ
ち、真空雰囲気中の非晶質炭素膜1上に配置した準安定
Al酸化物粒子2に、上記したような強度を有する電子
線を照射し、活性なAlクラスター等でAl超微粒子4
を生成することによって、はじめてAl多重双晶五角十
面体粒子4aを形成することが可能となる。
【0023】なお、例えば上述したような準安定相であ
るθ−Al2 3 から安定相であるα−Al2 3 への
変態は、通常の条件下では 1400K程度の高温域でしか起
こらない現象であるが、本発明では真空雰囲気中での電
子線照射によって、θ−Al2 3 粒子からα−Al2
3 超微粒子への変態を含むθ−Al2 3 粒子の活性
化、そしてこのθ−Al2 3 粒子の活性化によるAl
超微粒子の生成を室温ステージ上で実施することができ
る。一般に、制御された加熱条件下で電子線を照射する
ことは困難であるため、室温ステージ上での電子線照射
によりAl超微粒子の生成を可能にすることの意義は大
きい。
【0024】上記したAl多重双晶五角十面体粒子4a
においては、双晶面Tに大きな歪が生じており、各双晶
面Tを挟んで両側の結晶粒が強制的に結合した状態とな
っている。このような歪によって、Al多重双晶五角十
面体粒子4aは磁場を印加した際に、印加磁場方向に対
して五角十面体の頂点方向が平行となるように配向す
る。このように、Al多重双晶五角十面体粒子4aは、
結晶方位等を容易に配向制御することができることか
ら、Al超微粒子を各種デバイスや機能材料等に応用す
るにあたって、Al超微粒子の特性制御等が可能にな
る。また、大きな歪を有する各双晶面Tは、化学的に非
常に活性であることから、例えばAl超微粒子を触媒等
に応用するにあたって活性を高めることができ、さらに
その方向性等を制御することができる。
【0025】
【実施例】次に、本発明の具体的な実施例について述べ
る。
【0026】実施例 まず、準安定Al酸化物粒子として、粒径が90〜 110nm
程度の球状のθ−Al2 3 粒子(純度=99.8%)を用意
し、これをアルコールに分散させた後、カーボン支持膜
上に塗布、乾燥させた。
【0027】次に、上記球状のθ−Al2 3 粒子を配
置したカーボン支持膜を、 200kVTEM装置(日本電子
社製、JEM-2010(商品名))の真空室内に配置された室
温ステージ上にセットした。次いで、上記真空室内を 1
×10-5Pa程度の真空度まで排気した後、カーボン支持膜
上に配置された粒径約 100nmのθ−Al2 3 粒子に、
2.1×1020e/cm2 ・sec の電子線を50秒間照射した。
【0028】上記電子線の照射後のθ−Al2 3 粒子
周囲の状態をTEMで観察したところθ−Al2 3
子の周囲には、粒径 1〜50nm程度の多くのAl超微粒子
が生成していた。また、図4にθ−Al2 3 粒子周囲
のTEM観察結果を模式的に示す。図4に示したよう
に、θ−Al2 3 粒子2の比較的近い位置には、五角
十面体構造のAl多重双晶粒子4aが生成していること
が確認された。
【0029】図5に、Al多重双晶粒子4a-1のTEM
写真像を模式的に示す。また、図6にAl多重双晶粒子
4a-1の電子線回折パターンを示す。これらから、Al
多重双晶粒子4a-1は、図3に示したように、 {111}面
で囲まれた五角十面体構造を有していることが、すなわ
ち {111}面で囲まれたAl多重双晶五角十面体粒子であ
ることが分かる。他のAl多重双晶粒子4a-2、4a-3
も同様であった。
【0030】また、上記した多くのAl超微粒子の粒径
とその構造とを対比して調べたところ、粒径が10nm未満
の場合にはAl超微粒子の形状は略球状で、一方粒径が
30nmを超えると楕円状や不定形となり、粒径が10〜30nm
の範囲である場合にAl超微粒子がAl多重双晶五角十
面体粒子4aとなることが判明した。粒径が30nmを超え
る場合に多重双晶粒子となっているものもあったが、そ
の形状は楕円状や不定形であり、五角十面体粒子とはな
らなかった。さらに、Al多重双晶五角十面体粒子4a
の形成位置を確認したところ、この実施例の電子線強度
ではθ−Al23 粒子から50nmの範囲に生成している
ことが判明した。
【0031】これらから、Al多重双晶五角十面体粒子
4aはAl超微粒子の粒径に応じて生成され、Al超微
粒子の粒径はθ−Al2 3 粒子への電子線照射強度お
よびそれに応じた生成位置によっておおよそ決定され
る。従って、θ−Al2 3 粒子に 1.0×1019〜 1.0×
1021e/cm2 ・sec の範囲の電子線を照射すると共に、粒
径が10〜30nmのAl超微粒子を生成することによって、
Al多重双晶五角十面体粒子4aが再現性よく得られる
ことが分かる。
【0032】上記したAl多重双晶五角十面体粒子4a
は、TEM観察の結果から五角十面体の頂点が観察面に
対して垂直方向に配向することが確認された。これは、
TEM観察時に観察面に対して垂直方向に印加される磁
場によるものと推定される。このように、Al多重双晶
五角十面体粒子4aは、印加磁場方向に対して五角十面
体の頂点方向が平行となるように配向する。従って、A
l多重双晶五角十面体粒子4aは結晶方位や結晶面を容
易に配向制御することができることから、Al超微粒子
を触媒等の機能材料や各種デバイス等に応用するにあた
って、Al超微粒子の特性制御等が可能となる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば単
体として結晶方位等を容易に制御することができ、各種
操作や制御等を可能したAl超微粒子を提供することが
可能となる。従って、Al超微粒子の物性研究や応用開
発等に大きく寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のAl超微粒子の作製過程の一実施形
態を模式的に示す図である。
【図2】 準安定Al酸化物粒子からAl超微粒子が形
成される状態を模式的に示す図である。
【図3】 本発明によるAl多重双晶五角十面体粒子の
構造を模式化して示す図である。
【図4】 本発明の一実施例によるAl超微粒子の作製
状態をTEM観察した結果を模式的に示す図である。
【図5】 図4に示すAl多重双晶粒子のTEM観察結
果を模式的に示す図である。
【図6】 図4に示すAl多重双晶粒子の電子線回折結
果を模式的に示す図である。
【符号の説明】
1……非晶質炭素膜 2……準安定Al酸化物粒子 3……電子線 4……Al超微粒子 4a…Al多重双晶五角十面体粒子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Al多重双晶粒子からなるAl超微粒子
    であって、前記Al多重双晶粒子は {111}面で囲まれた
    Al多重双晶五角十面体粒子であり、かつ粒径が10〜30
    nmの範囲であることを特徴とするAl超微粒子。
JP8131681A 1996-05-27 1996-05-27 Al超微粒子 Pending JPH09316504A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6440562B1 (en) 1998-03-25 2002-08-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Tungsten super fine particle and method for producing the same
US8361924B2 (en) 2010-08-17 2013-01-29 Sony Corporation Fine particles of core-shell structure and functional device incorporated therewith
RU2709069C1 (ru) * 2019-06-03 2019-12-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" Способ электронно-лучевого нанесения упрочняющего покрытия на изделия из полимерных материалов

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6878184B1 (en) 2002-08-09 2005-04-12 Kovio, Inc. Nanoparticle synthesis and the formation of inks therefrom
US7078276B1 (en) 2003-01-08 2006-07-18 Kovio, Inc. Nanoparticles and method for making the same
US7078108B2 (en) * 2004-07-14 2006-07-18 The Regents Of The University Of California Preparation of high-strength nanometer scale twinned coating and foil
CN115216675B (zh) * 2022-07-28 2023-04-18 吉林大学 一种在铝合金表面制备超细层状孪晶结构的方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4214722C2 (de) * 1992-05-04 1994-08-25 Starck H C Gmbh Co Kg Feinteilige Metallpulver
JP3402821B2 (ja) * 1995-02-09 2003-05-06 科学技術振興事業団 超微粒子の製造方法と超微粒子配向成長体の製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6440562B1 (en) 1998-03-25 2002-08-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Tungsten super fine particle and method for producing the same
US8361924B2 (en) 2010-08-17 2013-01-29 Sony Corporation Fine particles of core-shell structure and functional device incorporated therewith
RU2709069C1 (ru) * 2019-06-03 2019-12-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" Способ электронно-лучевого нанесения упрочняющего покрытия на изделия из полимерных материалов

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