| 研究概要 |
近年、二元系金属ナノ微粒子は一元系微粒子とは異なる優れた特性を示すことから、その合成法の開発と応用に関する研究が活発に行われている。本研究では二元系金属コア・シェル微結晶の合成に関して、これまで蓄積した様々な研究手法を駆使して、世界に先駆けて(1):コア・シェル構造相関を用いた新規金属ナノ微結晶のサイズ・形状選択的合成、(2):コアにイオン化傾向が高い金属を有するAg@Au微結晶を初めとするコア・シェル微結晶の新規合成法の開発、(3):(1),(2)で合成したコア・シェル微結晶のカーボンナノチューブやグラフェン表面上での配列合成と新規機能材料として応用することで、複合金属ナノ微粒子の合成と応用の分野でプレークスルーを達成することを目的とする。
本年度は上記の(1)の研究を特にAuをコアとする金属に対象を絞り研究した。これまで一般に金属コア・シェルナノ微結晶を形状選択的にエピタキシャル合成にするためには、コアとシェル間の格子不整合は5%以内である必要であり、格子不整合がそれ以上大きくなると、コアとシェル間の界面の歪エネルギーが大きくなり、シェル金属のコア金属上へのエピタキシャル成長は困難と考えられてきた。本年度はコア・シェル金属ナノ微結晶のエピタキシャル成長における格子不整合の効果を調べるために、コアとシェル間の格子不整合が114,13.6%と大きなAu@cu,Au@Niナノ微結晶のポリオール法による合成と成長機構の解明に関する研究を実施した。その結果、世界に先駆けて格子不整合が10%を超えるAu@Cu,Au@Niナノ微結晶の場合にも合成条件を最適化すれば金属コア・シェル微結晶の形状選択的エピタキシャル成長は可能なことを見出した。これらの成果は結晶成長分野のトップジャーナルである米国化学会のCryustal Growth & Design誌で発表した。
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