量子ドットを用いる次元ハイブリッド集積体の創製と量子・光システム開拓

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本研究は、イオン液体に減圧下で金属スパッタ蒸着することで単分散な金属ナノ粒子を高精度に作製する手法（イオン液体/金属スパッタ蒸着法）を応用し、異なる金属を逐次的にスパッタ蒸着することで、イオン液体表面に複合ナノ粒子からなる単粒子膜をワンポットで作製するとともに、膜中の複合ナノ粒子の形状異方性を制御することを目指す。初年度は、まず、イオン液体界面に一方向からナノ粒子前駆体を逐次的にスパッタ蒸着することで、二成分の金属種を含む複合ナノ粒子単粒子膜の作製を試みた。イオン液体にAuをスパッタ蒸着することで、Auナノ粒子が液体表面に二次元的に配列した単粒子膜を作製した。つづいてこのイオン液体にNiをスパッタ蒸着することで、Au-Ni複合ナノ粒子からなる単粒子膜をイオン液体表面に作製した。TEM測定から、サイズが数ナノメートルのAuナノ粒子が単粒子膜で液体表面に生成したことを確認した。さらにNiを逐次スパッタしてAu-Ni複合ナノ粒子を作製したところ、液体表面の単粒子膜中のナノ粒子サイズが増大し、NiがAu粒子表面に析出したことを確認した。得られたAu-Ni複合ナノ粒子単粒子膜を、水平付着法によって電極基板に写し取り、その電気化学特性を評価した。グラッシーカーボン上に固定してそのサイクリックボルタモグラムを測定したところ、金属Au表面の酸化皮膜の還元ピークに加えて、Ni(II)のNi(III)への酸化ピークも観測された。これらのことから、イオン液体表面へのAuおよびNiの逐次スパッタ蒸着によって、Au-Ni複合ナノ粒子単粒子膜ができたことがわかった。