有機保護膜フリー金属・半導体ナノ粒子を活用した新規ナノ機能材料・デバイスの創製

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金属・半導体ナノ粒子は、近年世界的に研究規模が拡大しているナノテクノロジーにおける基幹的な材料であり、その新しい合成法や応用についての研究も飛躍的に増加している。レーザー誘起非平衡反応場を活用することによりその合成が実現した、有機保護膜が不要という画期的な金属・半導体ナノ粒子を、より高次のナノ機能材料・デバイス創製のための挑戦的な新材料と捉え、以下に記した研究を実施した。1)有機保護膜フリー銀ナノ粒子の活用1-1)反応触媒活性:該銀ナノ粒子を、粒径が数nm以下のさらに微細な銀ナノ粒子に変換するための酸化的ダウンサイジングの手法を開発し、これにより得られた超微細銀ナノ粒子が期待された有意な触媒活性を有することを確かめた。1-2)分子ケイ光増強機能:粒径がサブミクロン領域(100nm以上)に達する大型でかっ平面性の高い銀粒子の表面プラズモンは、近接する分子のケイ光を強く増強する機能を有する。このような高い機能性を有した銀超微粒子が、該銀ナノ粒子を利用して簡単な手法で容易に作成できることがわかった。1-3)増強EL素子:上記の銀超微粒子を有機EL素子に組み込んだ新規な素子を設計し、期待したとおりの発光増強機能を確かめた。2)有機保護膜フリー銅ナノ粒子・酸化第一銅ナノ粒子の活用機保護膜フリーで、酸化レベルが制御された銅ナノ粒子が高濃度に分散したインクを作成し、その塗布膜に対する新規な還元処理法を開発した。これにより、300℃以下の温度で、バルク銅に匹敵する高い導電性を有した金属膜が得られることが明らかになった。プリンタブルエレクトロニクスの実現に資する重要な成果である