電気泳動法による金属・半導体ナノ粒子の2次元、3次元超格子の作成

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これまでは長鎖アルカンを硫黄原子を介して金属と共有結合させたナノ粒子を用い、粒子間の自己集積相互作用を利用して、ナノ粒子超格子を作成する研究が主流であった。これら研究において使用溶媒は、いわゆるオイルが主で伝統的なコロイド化学で使用される水溶液中のゾルを用いた研究報告は皆無に近かった。我々は昨年度においてタンニン酸還元法により作成したサイズが4.6nmの金コロイドを使用して2次元膜を作成する研究を行ない、サイズ分布の分散が11%の金ナノ粒子を出発粒子として得ることに成功した。このコロイド分散液を乾燥させると不規則な2次元集合体が形成された。この粒子の表面を更にオクタンチオールで修飾し、水と3%のアルコールの混合溶媒に分散させ、これを銅のグリッドに展開したところ周期性を持つ2次元膜が形成された。これは伝統的な製法によるヒドロゾルから規則的な構造が乾燥状態でできた最初の例である。次のステップとしてチオールを表面単分子層に持つ金ナノコロイドを構成要素とする3次元および2次元ナノ粒子超格子を電気化学的に作成する試みを行った。これまでは溶液のpH、温度、粒子濃度をパラメターとして結晶成長を試みてきたが、本研究では電気泳動法により任意導電性基盤上に超格子を作成する。導電性基盤としてTIOコートしたガラス基盤を用い種々の電気化学条件下で均一なナノ粒子膜を得ることに成功した。AFM,吸収スペクトルによる評価を行いランダム吸着よりラングミュアータイプの吸着が行われていることを見いだした。この結果は投稿準備中である。