微粒子の製造方法

【課題】イオン液体代替の、より環境負荷が小さく安定的に金属微粒子を製造する方法を提供する。
【解決手段】微粒子の製造方法は、液体高分子ポリエチレングリコールに貴金属、Ｓｉ及びＣｄの少なくともいずれかをスパッタリングする。また、この手段において、貴金属は、金、銀、銅、白金の少なくともいずれかを含むことが好ましい。また、この手段において、高分子ポリエチレングリコールの数平均分子量は、２００以上８００以下の範囲にあることが好ましい。また、本手段において、スパッタリングの後、加熱処理を行うことが好ましい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微粒子の製造方法に関する。より具体的には、貴金属微粒子、Ｓｉ微粒子又はＣｄ微粒子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属微粒子は配線材料や医療用検査試薬等の原料素材として利用されている。その中でも特にナノレベル（１０^−９ｍ程度）の金属微粒子には、装置等の小型化はもちろん、微細ゆえ例えば量子効果等特殊な現象が発現し、予想を超える性能や特異な性能を有すると期待されており、いわゆるナノテクノロジーとして研究が盛んにおこなわれている。
【０００３】
たとえば下記特許文献１、非特許文献１にはイオン液体にスパッタリングを行い、金属・半導体のナノ粒子を調整する方法が報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２３１３０６号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｔ．Ｔｏｒｉｍｏｔｏら、“Ｓｐｕｔｔｅｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｎｔｏｉｏｎｉｃｌｉｑｕｉｄｓ：Ｓｉｍｐｌｅａｎｄｃｌｅａｎｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｈｉｇｈｌｙｄｉｓｐｅｒｓｅｄｕｌｔｒａｆｉｎｅｍｅｔａｌｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ“、ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ、８９、２４３１１７（２００６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１、非特許文献１に記載の技術において、イオン液体は非常に高価であって、技術普及への大きな問題となる。また薬品の処分を考えた場合、使用薬品の構成元素から、環境負荷が小さいとは言い難い。また、水により凝集を引き起こす恐れがあるため水溶液としての展開は難しいといった課題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、イオン液体代替の、より環境負荷が小さく安定的に金属微粒子を製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための第一の手段に係る金属微粒子の製造方法は、液体高分子ポリエチレングリコールに貴金属、Ｓｉ及びＣｄの少なくともいずれかをスパッタリングする。
【発明の効果】
【０００９】
以上、本発明により、イオン液体代替の、より環境負荷が小さく安定的に金属微粒子を製造する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１において作製した微粒子の電子顕微鏡写真の図である。
【図２】実施例１において温度調製した場合の微粒子の電子顕微鏡写真の図である。
【図３】実施例１において温度調製した場合の微粒子の粒径の変化を示す図である。
【図４】実施例１において温度調製した場合の微粒子の紫外可視吸収スペクトルを示す図である。
【図５】実施例１においてスパッタリング後の加熱による粒径変化を示す図である。
【図６】実施例１において、１００℃加熱における金微粒子の電子顕微鏡写真図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は多くの異なる形態による実施が可能であり、以下に示す実施形態、実施例の例示にのみ限定されるものではない。
【００１２】
本実施形態に係る微粒子の製造方法（以下「本方法」という。）では、液体高分子ポリエチレングリコールに貴金属、Ｓｉ及びＣｄの少なくともいずれかをスパッタリングする。
【００１３】
本実施形態において、液体高分子ポリエチレングリコールとは、スパッタリングの際に液体である高分子ポリエチレングリコールであって、この限りにおいて限定されるわけではないが、一般にスパッタリングを室温で行なう場合に液体であることが好ましく、数平均分子量で２００以上８００以下であることが好ましく、より好ましくは４００以上６００以下である。
【００１４】
本実施形態において貴金属とは、限定されるわけではないが金、銀、銅、白金の少なくともいずれかを含むことが好ましい。
【００１５】
また本実施形態において、スパッタリングは、容器の中に上記液体の高分子ポリエチレングリコールを入れて配置し、この容器を真空チャンバー内に配置し、上記貴金属、Ｓｉ及びＣｄの少なくともいずれかをターゲットとして配置し、チャンバーを真空に引きながら希ガス等をターゲットに衝突させ、原子を容器中の高分子ポリエチレングリコールに到達させることで行なう。なおスパッタリングの温度は、特に限定されないが２０℃以上１２０℃以下の範囲が好ましく、時間は、適宜調整可能であるが、１０分以上１８０分以内が好ましい範囲である。スパッタリングの際の捕獲媒体である高分子ポリエチレングリコールの温度を調整することで、後述の実施例から明らかなように、微粒子に対し径、粒径を調整することができるようになる。
【００１６】
以上、本方法では、上記スパッタリングによって、微粒子を得ることができるが、本方法では、上記スパッタリング後に、加熱することが好ましい。加熱は、高分子ポリエチレングリコール中に微粒子を保持させた状態で行なうことが好ましい。本法では、加熱をすることで、作製した微粒子の径を調整することができる。加熱前の微粒子の大きさは、例えば金微粒子の場合、５ｎｍ以下の数ｎｍ程度のものが主となるが、加熱を行なうことで１０ｎｍ程度にまで大きくすることができ、その加熱の温度については、室温以上であれば特に限定されないが、高すぎると微粒子の凝集が起こる場合があるため、１００℃以下に抑えておくことが好ましい。
【００１７】
以上、本実施形態では、イオン液体に比べ市場価格が５０分の１程度を達成することができる。しかもポリエチレングリコールには環境に負荷を与える元素は含まれておらず、非常に環境負荷が小さい。また、凝集を引き起こすおそれも小さいといった非常に大きな利点がある。
【実施例】
【００１８】
以下、上記実施形態に係る微粒子の製造方法について実際に微粒子の作製を行いその効果を確認した。以下詳細に説明する。
【００１９】
本実施例では、微粒子の原材料として、貴金属である金を使用し、数平均分子量６００の液体の高分子ポリエチレングリコール（和光純薬工業社製、６００）を使用した。
【００２０】
まず、上記高分子ポリエチレングリコールを容器（深さ３ｍｍ、底面関１５．９ｃｍ^２、ステンレス製）に２ｍｌに入れ、ターゲットとなる金とともにスパッタリング装置に配置した。そして２０℃の温度で真空に引いた後５０分間スパッタリングを行うことで、容器内に金微粒子を製造した。図１に、本実施例において作製した金微粒子の電子顕微鏡写真図を示しておく。
【００２１】
更に、本実施例では、上記スパッタリングの温度を適宜調整（２０℃、３０℃、４０℃、５０℃、６０℃）に調整して複数回金微粒子の作製を行った。図２に、６０℃で調整した場合の金微粒子の電子顕微鏡写真図を、図３に粒子径分布の温度による変化を、図４に紫外可視吸収スペクトルの結果を示しておく。これらの図から、調整温度が高くなるに従い、粒径が大きくなる（数ｎｍ程度から１０ｎｍ程度まで増大する）とともに、異方性があらわれていることを確認した。
【００２２】
一方、上記２０℃で作製した金微粒子に対し、スパッタリング後の加熱による粒径の変化を調べた。図５に、スパッタリング後の加熱による粒径変化を示す。なおこの粒子径分布については、小角Ｘ線散乱法によって評価した。また、図６に１００℃における金微粒子の電子顕微鏡写真図をそれぞれ示しておく。
【００２３】
この結果、加熱温度を上昇させるに従い粒子径を大きく調整することができることが確認できた。一方、９０℃まで十分に球形状を保っていることが確認できたが、１１０℃程度となると凝集が起こってしまっていることが確認でき、凝集を防ぐ範囲としては１００℃程度が好ましいことが確認できた。
【００２４】
また、上記実施例と同様に、数平均分子量４００についても同様に実験を行ったところ、分子量が変わっても粒子の大きさは同様であり、実験、解析の誤差範囲内であることを確認した。
【００２５】
以上、本実施例により、微粒子を製造することができることを確認した。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、ナノレベルの微粒子の製造方法として産業上利用可能性がある。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体高分子ポリエチレングリコールに貴金属、Ｓｉ及びＣｄの少なくともいずれかをスパッタリングする微粒子の製造方法。
【請求項２】
前記貴金属は、金、銀、銅、白金の少なくともいずれかを含む、請求項１記載の微粒子の製造方法。
【請求項３】
前記高分子ポリエチレングリコールの数平均分子量は、２００以上８００以下の範囲にある請求項１記載の微粒子の製造方法。
【請求項４】
前記スパッタリングの後、加熱処理を行う請求項１記載の微粒子の製造方法。

【図１】