(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰｂＳｅナノワイヤを提供する工程、
Ｐｂ前駆体溶液をＹ前駆体溶液と混合することによりＰｂＹ溶液（式中、Ｙ＝Ｓ又はＴｅ）を生成させる工程、
前記ＰｂＳｅナノワイヤを成長溶液に周囲温度で加える工程、
ＰｂＳｅナノワイヤを加えた後の成長溶液を少なくとも約１５０℃の温度に加熱する工程、及び
ＰｂＳｅナノワイヤを含む加熱された成長溶液に前記ＰｂＹ溶液を加えることによりＰｂＳｅxＹ1-xナノワイヤ合金を生成させる工程
を含む、ＰｂＳｅxＹ1-xナノワイヤ合金（式中、Ｙ＝Ｓ又はＴｅ）の製造方法。
【請求項２】
遠心分離によって前記加熱された成長溶液から前記ＰｂＳｅxＹ1-xナノワイヤ合金を分離する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
遠心分離によってＰｂＳｅＹナノワイヤを分離する前に、前記成長溶液を加熱する工程、該成長溶液を冷却する工程、ヘキサンを該成長溶液に加える工程、又はそれらの組み合わせをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
ＰｂＳｅナノワイヤを加えた後の成長溶液が約１９０℃〜約２００℃の温度に加熱される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ＰｂＹが前記成長溶液にある速度で滴下される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記成長溶液がトリオクチルホスフィン（ＴＯＰ）とジフェニルエーテル（ＤＰＥ）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記Ｙ前駆体溶液が硫黄（Ｓ）又はテルル化物（Ｔｅ）及びトリオクチルホスフィン（ＴＯＰ）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ＰｂＳｅxＹ1-xナノワイヤ合金がＰｂＳｅ0.4Ｓ0.6の組成を含み、これはＰｂＳｅナノワイヤに加えられるＰｂＳの量を調節することで制御することができる、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ＰｂＳｅxＹ1-xナノワイヤ合金が約１０ｎｍの厚さを有する、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の態様は、一般的にはナノ合金及びコア／シェルナノワイヤの合成に関し、具体的にはＰｂＳｅxＹ1-xナノ合金及びＰｂＳｅ／ＰｂＹコア／シェル（Ｙ＝Ｓ、Ｔｅ）ナノワイヤの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノ構造（例えば、半導体ナノ構造）は、独特の光学的、物理的及び電気的性質を提供し、そのことがそれらを、電子的、光子的、熱電性及びセンサーに基づくデバイスなどの種々のデバイスにおける主要な構成要素にする。提供される多くの利益のために、ナノスケールのサイズの新規な構造（例えば、半導体ナノ構造）を開発するための絶えざる努力がされているが、しかしながら、ナノ構造のサイズ及び形状を制御することは、依然として難題である。制御されると、ナノ構造は、サイズの１つが対応する励起子ボーア直径より小さい強い閉じ込め領域におけるバンドギャップを変化させることにより、半導体の光学的及び物理的性質を改良することができる。
【０００３】
合金又はコア／シェル系の形態をしている半導体ナノワイヤは、半導体の材料として利用することができ、種々のバンドギャップエネルギーを生ずるように作動し得る。また、鉛カルコゲニド材料は、効果的なナノ構造として同定されている。例えば、鉛カルコゲニド材料は、熱伝導率が低いので、熱電性デバイス中にしばしば利用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、改良されたナノ合金並びにそれらのナノ合金の改良された製造方法は、半導体ナノ構造で使用するために望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの態様によれば、ＰｂＳｅxＹ1-xナノワイヤ合金（式中、Ｙ＝Ｓ又はＴｅ）の製造方法が提供される。本方法は、ＰｂＳｅナノワイヤを提供する工程、Ｐｂ前駆体溶液をＹ前駆体溶液と混合することによりＰｂＹ溶液を生成させる工程、前記ＰｂＳｅナノワイヤを合金成長溶液に周囲温度で加える工程、ＰｂＳｅナノワイヤを加えた後、該成長溶液を少なくとも約１５０℃の温度に加熱する工程、及び加熱された成長溶液に前記ＰｂＹ溶液を加えることによりＰｂＳｅxＹ1-xナノワイヤ合金を生成させる工程を含む。
【０００６】
別の態様によれば、ＰｂＳｅコアとＰｂＳシェルを含むナノワイヤの製造方法が提供される。本方法は、ＰｂＳｅナノワイヤを含むコア／シェル成長溶液を提供する工程、該コア／シェル成長溶液を該ＰｂＳｅナノワイヤ上にＰｂＳシェルを生成させるのに十分な温度に加熱する工程、Ｐｂ前駆体溶液を該コア／シェル成長溶液に加える工程、及びＰｂ前駆体を加えた後のコア／シェル成長溶液にＳ前駆体溶液を加えてＰｂＳｅコアとＰｂＳシェルを含むナノワイヤを生成させる工程を含む。
【０００７】
さらに別の態様によれば、ＰｂＳｅコアとＰｂＴｅシェルを含むナノワイヤの製造方法が提供される。本方法は、Ｐｂ前駆体溶液を提供する工程、Ｔｅ前駆体溶液を該Ｐｂ前駆体溶液に加えてＰｂＴｅ溶液を生成させる工程、ＰｂＳｅナノワイヤを含む約１５０℃の温度に加熱されたコア／シェル成長溶液を提供する工程、及び前記ＰｂＴｅ溶液を該コア／シェル成長溶液に加えてＰｂＳｅコアとＰｂＴｅシェルを含むナノワイヤを形成させる工程を含む。
【０００８】
本発明の態様によって提供されるこれら及び追加の特徴は、以下の詳細な説明を図面と合わせて見れば、より十分に理解されるであろう。
【０００９】
本発明の特定の態様の以下の詳細な説明は、図面と合わせて読むと、最もよく理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】本発明の１つ又は複数の態様による、図１Ｂに示した三元ＰｂＳｅ0.4Ｓ0.6合金の形成前のＰｂＳｅコアナノワイヤを例示する透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【図１Ｂ】本発明の１つ又は複数の態様によるＰｂＳｅ0.4Ｓ0.6合金を例示するＴＥＭ顕微鏡写真である。
【図２Ａ】本発明の１つ又は複数の態様による、図２Ｂに示したＰｂＳシェルのコーティング前のＰｂＳｅコアナノワイヤを例示するＴＥＭ顕微鏡写真である。
【図２Ｂ】本発明の１つ又は複数の態様による、ＰｂＳシェルを有するＰｂＳｅコアを例示するＴＥＭ顕微鏡写真である。
【図３】本発明の１つ又は複数の態様によるＰｂＴｅシェルを有するＰｂＳｅコアを例示する高分解能透過電子顕微鏡（ＨＲＴＥＭ）写真である。
【図４】本発明の１つ又は複数の態様による、図１ＢのＰｂＳｅ0.4Ｓ0.6合金の一部の粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）パターンである。
【図５】本発明の１つ又は複数の態様による、図１ＢのＰｂＳｅ0.4Ｓ0.6合金の一部の電子エネルギー損失分光法（ＥＥＬＳ）のスペクトルである。
【図６】本発明の１つ又は複数の態様による、図２ＢのＰｂＳｅ／ＰｂＳコア／シェルの粉末（ＸＲＤ）パターンである。
【図７】ＰｂＳｅナノワイヤを製造する方法を例示するフローチャートである。
【図８】本発明の１つ又は複数の態様による、ＰｂＳｅxＹ1-x（Ｙ＝Ｔｅ又はＳ）合金を製造する方法を例示するフローチャートである。
【図９】本発明の１つ又は複数の態様による、ＰｂＳｅ／ＰｂＳコア／シェル合金を製造する方法を例示するフローチャートである。
【図１０】本発明の１つ又は複数の態様による、ＰｂＳｅ／ＰｂＴｅコア／シェル合金を製造する方法を例示するフローチャートである。
【００１１】
図面で説明した態様は、本来例示的なものであり、特許請求の範囲によって規定される本発明を限定するものではない。さらに、本発明の個々の特徴は、詳細な説明に照らしてより十分明確になり、理解されるであろう。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の態様は、ＰｂＳｅxＹ1-x合金ナノワイヤ及びＰｂＳｅ／ＰｂＹコア／シェルナノワイヤ（Ｙ＝Ｓ又はＴｅ）を作製する方法を指向する。本明細書で使用する「合金」は、１種以上の金属元素の混合物を含む構造である。本明細書で使用する「コア／シェル」は、「コア」金属を主体とする材料とその上の少なくとも１つの別のコーティング層（「シェル」）を含む構造であり、その際シェルは、コア組成と同一の又は異なった組成を含んでいてよい。以下で示すように、生成物が合金ナノワイヤの形態であるか又はコア／シェルナノワイヤの形態であるかを調製ステップで決めることができる。
【００１３】
図７及び８のフローチャートを一般的に参照すると、ＰｂＳｅxＹ1-x合金を製造する方法は、ＰｂＳｅナノワイヤ及びＰｂＹ溶液（Ｙ＝Ｓ又はＴｅ）を調製する最初のステップを含んでいてよい。図８に示したように、ＰｂＳｅナノワイヤは、Ｐｂ前駆体溶液をＳｅ前駆体溶液と混合することにより、追加の処理ステップと合わせて、製造することができる。
【００１４】
図７を参照すると、ＰｂＳｅナノワイヤ合成は、１０ｍＬのジフェニルエーテル（ＤＰＥ）に溶解した０．７６ｇの酢酸鉛三水和物及び２ｍＬのオレイン酸を含むＰｂ前駆体溶液を含んでよい。このＰｂ前駆体溶液は、少なくとも３０分間アルゴン雰囲気中で１５０℃に加熱してオレイン酸鉛錯体を形成させることができる。次に、その溶液を乾燥させることができる。約３０ないし４０分後、溶液を６０℃に冷却して、例えば、０．１６７ＭのＴＯＰＳｅ／トリオクチルホスフィン（ＴＯＰ）溶液４ｍＬを含むセレン（Ｓｅ）溶液と混合することができる。そのＳｅ溶液を、ＰｂＳｅ核生成を防止するためにゆっくりと加えることができる。次に、ＰｂＳｅ溶液を、１５ｍＬのＤＰＥに溶解した０．２ｇのリン酸テトラデシル（ＴＤＰＡ）を含む加熱された成長溶液（例えば、２５０℃）中に、激しく攪拌しながら注入することができる。成長溶液は、１８０℃に加熱することにより精製することができる。約５０秒加熱後、反応混合物は、水浴を使用して室温に冷却することができる。次に粗溶液を、等量のヘキサンと混合することができる。次に、６０００ｒｐｍで５分間遠心分離することによりナノワイヤを分離することができる。遠心分離により沈殿した生成物は、さらにキャラクタリゼーションのためにクロロホルム又はトルエン中に再分散させることができる。図１Ａは、上記の合成方法により生成したＰｂＳｅナノワイヤのＴＥＭ顕微鏡写真例示を示す。生成したＰｂＳｅナノワイヤの直径は、４ｎｍから１５ｎｍまでばらついてよく、長さは５０μｍまでである。しかしながら、ＰｂＳｅナノワイヤを調製する上記の態様は典型的なもので、ＰｂＳｅナノワイヤを製造するために、他の方法が考慮されることは理解されるべきである。
【００１５】
図８に示したＰｂＹ溶液を調製するために、Ｐｂ前駆体溶液をＹ前駆体溶液と混合する。上記のように、Ｐｂ前駆体溶液は、酢酸鉛三水和物、オレイン酸、及びジフェニルエーテル（ＤＰＥ）の混合物から形成されたオレイン酸鉛錯体を含んでいてよい。Ｙ前駆体溶液は、トリオクチルホスフィン（ＴＯＰ）、又はオクタデセン、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィンなどの適当な溶媒を含む溶液中にＳ又はＴｅを含んでいてよい。実験例で、Ｓ前駆体溶液は、０．１ｇのＳを０．５ｍｌのＴＯＰ中に溶解して、溶液を５０℃に１０分間加熱し、室温に冷却することにより調製することができる。Ｐｂ前駆体溶液は、０．２ｇの酢酸鉛三水和物、２ｍｌのＴＯＰ、２ｍｌのＤＰＥ及び１．５ｍｌのオレイン酸を使用して調製することができる。Ｐｂ溶液は、１５０℃に３０分間加熱してから室温に冷却することができる。室温で、Ｓ前駆体溶液をＰｂ前駆体溶液に攪拌しながら加えることができる。本発明において、Ｐｂ及びＹ前駆体溶液を調製するための他の組成物及び調製ステップが考慮される。
【００１６】
ＰｂＳｅナノワイヤが調製された後、ＰｂＳｅナノワイヤは、成長溶液に送達することができる。それらは、ＰｂＳｅナノワイヤとＰｂＹ溶液との反応の媒質として作用することができる。成長溶液は、ＴＯＰ及びＤＰＥ、または他の適当な材料を含んでいてよい。前述のように、トリアルキルホスフィン、又はトリアルキルアミンは、溶媒として使用することができる。これらの溶媒は、ナノワイヤ表面に適合性であり（ルイス酸／塩基反応機構により）、カルコゲニド金属を溶解することができる。ＰｂＳｅナノワイヤを加えるとき、成長溶液は周囲温度に保つことができる；しかしながら、他の適当な温度が本発明において考慮される。１つの実験例において、成長溶液は、２ｍｌのＤＰＥ及び２ｍｌのＴＯＰを含むことができ、それを，１８０℃で２０ないし２５分間加熱してから室温に冷却し、次に３０ｍｇのＰｂＳｅナノワイヤを加える。
【００１７】
ＰｂＳｅナノワイヤを成長溶液に加えた後、成長溶液を少なくとも１５０℃（例えば、上記のＰｂＹ溶液）又は１つの態様においては、約１９０と約２００℃の間の温度に加熱する。それに続いてＰｂＹ溶液を加える。ＰｂＹは、自己核生成、又は望ましくない結晶構造の形成を防止するために、ゆっくりと加えることができる。１つの態様においては、ＰｂＳ溶液を約０．２５ｍｌ／分の速度で滴下した。
【００１８】
ＰｂＳｅxＹ1-X合金の形成のために、追加の処理ステップが考慮される。例えば、成長溶液を１０分間アニールしてから室温に冷却することができる。次にヘキサンを加えて６０００ｒｐｍで５分間遠心分離することにより、合金生成物を分離することができる。
【００１９】
上で提供された典型的な方法にしたがって、三元ＰｂＳｅxＹ1-x合金を形成することができ、それは図１ＢのＴＥＭ顕微鏡写真で示されるようにＰｂＳｅ0.4Ｓ0.6の組成を含むことができる。他の適当なＰｂＳｅxＹ1-xの組成も考慮される。本発明者らは、上記の調製ステップはＰｂＳｅコアとＰｂＹシェルとの間の拡散を促進して、その結果、三元ナノ合金を生成させるが、コア／シェルナノワイヤを生成させないことを認めた。拡散過程は、２段階に分けることができる。第１段階では、ＰｂＹ（例えば、Ｙ＝Ｓ）溶液のＰｂＳｅナノワイヤ溶液への添加の結果として、ＰｂＳのシェルとしての成長が起こる。第２段階では、多くの要因（即ち、高い温度、ＰｂＳｅコアの小さい直径及びＰｂＳｅコアとＰｂＹとの間の小さい格子の不整合）が、コアとシェルの間の拡散を促進して合金を形成させる。例えば、ＰｂＳ溶液添加に先立つ成長溶液の加熱は、ＰｂＳｅナノワイヤコアとＰｂＳシェルとの間のより大きい粒子の移動を促進する。ナノワイヤの直径が小さいほど、反応性は大きく且つエネルギー的安定性は小さくなるので、ＰｂＳｅナノワイヤの直径を最小化することも拡散を助ける。上で説明したような１つの態様において、ＰｂＳｅナノワイヤは、約４ｎｍと１５ｎｍの間の直径を有する。さらに、ＰｂＳｅコアとＰｂＹシェルの間の小さな格子の不整合は（ＤPbSe／ＤPbS≒３％及びＤPbSe／ＤPbTe≒５％；ただしＤは結晶の格子定数である）さらなる拡散を促進する。
【００２０】
本明細書に記載した方法により形成されたＰｂＳｅ0.4Ｓ0.6合金などの合金を示すために、図４及び５を提供する。図４のＥＤＸ（エネルギー分散Ｘ線分光法）スペクトル中に例示されるように、強度パターンは、立方体ＰｂＳｅ及び立方体ＰｂＳのいずれとも異なり、立方体ＰｂＳｅ及び立方体ＰｂＳのピークの間に配置されている。このパターンは、合金生成物が、コア／シェル配置ならば存在するであろう明確なＰｂＳｅ及びＰｂＳ組成を含まないことを示す。図５の電子エネルギー損失分光法（ＥＥＬＳ）スペクトルに示されるように、Ｓは１６５ｅＶで同定された。さらに、ＰｂＳｅナノワイヤはＰｂＳｅ0.4Ｓ0.6合金に変換されたので、６ｎｍから約１０ｎｍへの直径変化が、ＰｂＳ材料の添加により観察された。
【００２１】
合金を形成させる方法に加えて、本発明は、コア／シェル合成も指向しており、例えば、ＰｂＳｅコアとＰｂＳシェルを含むコア／シェルナノワイヤを製造する方法が考慮される。図９を参照すれば、シェル合成は、ナノスケールのサイズのコア材料の上にシェルを成長させる手法である、連続イオン層吸着反応（ＳＩＬＡＲ）法に基づく。ＳＩＬＡＲ法においては、シェルの成長は、カチオン性（Ｐｂ前駆体溶液）及びアニオン性（Ｓ前駆体溶液）の前駆体の、ＰｂＳｅナノワイヤを含むコア／シェル成長溶液中への添加を交互に行うことにより、一度に１つの単層を成長させるようにデザインされている。コア／シェル成長溶液は、トリオクチルホスフィン（ＴＯＰ）及びジフェニルエーテル（ＤＰＥ）などの溶媒も含んでいてよい。その方法にしたがって、Ｐｂ前駆体溶液は、コア／シェル成長溶液に加えられる。合金を形成させる上記の方法のように、Ｐｂ前駆体溶液は、オレイン酸鉛錯体を含んでよい。それに続いてＳ前駆体溶液（例えば、ＴＯＰ溶液中のＳ）を、ＰｂＳｅナノワイヤ及びＰｂ前駆体溶液を含むコア／シェル成長溶液に加える。次に、コア／シェル成長溶液をＰｂＳシェルを生成させるために十分な温度に加熱する。１つの態様において、ＰｂＳシェルは、コア／シェル成長溶液を約１３０℃の温度に加熱することにより生成させることができる。上記の合金を形成させる方法よりも低い加熱温度を使用することにより、コアとシェルの間の拡散量は最小化され、コア／シェル配置はそれにより維持される。さらなる態様において、Ｐｂ及びＳ前駆体溶液の添加は、ＰｂＳシェルの厚さを増すために複数回繰り返すことができる。他の処理が本発明で考慮される。
【００２２】
１つの実験例において、ＰｂＳｅ／ＰｂＳコア／シェルナノワイヤの合成が、０．３ｍｌのＰｂ前駆体溶液及び０．１ｍｌのＳ前駆体溶液（０．０６３ｇ／２ｍｌＴＯＰ）をＰｂＳｅナノワイヤを含むコア／シェル成長溶液に、ゆっくりと加えることにより実施された。Ｐｂ前駆体溶液を最初に加え、次に、３分の待機時間の後、Ｓ前駆体溶液を０．３ｍｌ／分の速度で加える。ＰｂＳｅナノワイヤに加えて、コア／シェル成長溶液は２ｍｌのＤＰＥ及び２ｍｌのＴＯＰを含み、２００℃に２５分間加熱することにより精製された。Ｐｂ及びＳ前駆体の添加後、その溶液を１３０℃に加熱した。ＰｂＳｅ／ＰｂＳコア／シェルナノワイヤ生成物は、図２Ｂに示したように、約１１ｎｍの厚さを有した。本発明者らは、シェルの厚さ、及びそれによりナノワイヤの厚さを、前駆体の濃度を変更することにより調節できることを認めている。
【００２３】
図６は、前述の例にしたがって製作されたコア／シェルナノワイヤのＸＲＤスペクトルである。示されているように、２組のピークが、ＸＲＤパターン中で同定され、その結果２つの異なった結晶構造（即ちＰｂＳｅ及びＰｂＳの結晶構造）の存在が示されている。ＸＲＤ測定は、試料を精製してＰｂＳｅ／ＰｂＳコア／シェルナノワイヤを抽出した後実施された。試料は、洗浄して、選択的沈殿により精製した（ＰｂＳナノ結晶がシェル成長中に形成された）。
【００２４】
さらに、本発明の方法は、ＰｂＳｅコアとＰｂＴｅシェルとを含むコア／シェルナノワイヤを製造することも指向している。図１０を参照すると、ＰｂＳｅ／ＰｂＴｅコア／シェル材料の合成は、本質的に２段階合成であり、ＰｂＳｅナノワイヤは第１段階で調製され、シェルは第２段階で成長した。ＰｂＳｅナノワイヤコアは、上記の及び図７に示された合成方法にしたがって調製することができる。ＰｂＴｅシェルを調製するためには、Ｐｂ前駆体溶液が調製され、次にＴｅ前駆体がＰｂ前駆体に加えられてＰｂＴｅ溶液を生成させる。上と同様に、Ｐｂ前駆体溶液は、オレイン酸鉛錯体を含んでいてよく、また、Ｔｅ前駆体は、Ｔｅ及びＴＯＰを含んでいてよい。Ｔｅ前駆体は、ＰｂＴｅシェルに代わる自己核生成即ちＰｂＴｅナノ結晶の形成を防止するために、滴下して又は低濃度で加えることができる。下記のように、自己核生成はＰｂＳｅナノワイヤの表面積が大きくなるほどより重要な問題になる。
【００２５】
ＰｂＴｅ溶液を形成させた後、ＰｂＳｅナノワイヤ上にＰｂＴｅシェルを形成させるために、ＰｂＴｅ溶液をＰｂＳｅナノワイヤを含むコア／シェル成長溶液に加える。コア／シェル成長溶液は、１５０℃より上の温度に、又は特に約１９０℃に加熱することができる。上記の方法のように、コア／シェル成長溶液は、ＴＯＰ及びＤＰＥを含むことができる。
【００２６】
１つの実験例において、シェルの成長は、２ｍｌのＴＯＰ中に０．０７ｍｇのＰｂ（合金のために使用されたものと同じＰｂ前駆体溶液）及び０．０６３ｇのＴｅを添加することにより実施される。Ｐｂ溶液は、１４０℃に１０分間加熱することにより乾燥して、それから冷却した。室温に冷却後、Ｔｅ溶液を滴下した。このＰｂＴｅ溶液を、次に、２ｍｌのＴＯＰ、２ｍｌのＤＰＥ及び２０ｍｇのＰｂＳｅナノワイヤを含むコア／シェル成長溶液（１９０℃で）に、ゆっくりと加えた。全ての前駆体を加えた後、反応物を１３０℃でさらに７分間アニールしてから室温に冷却した。生成物を分離するために、２ｍｌのトルエン及び２ｍｌのエタノールを溶液に加え、次にそれを５分間遠心分離した。
【００２７】
上の実験例で、図３に示すＰｂＳｅ／ＰｂＴｅコア／シェルナノワイヤが生成した。ＰｂＳｅ／ＰｂＴｅコア／シェルナノワイヤは、ＰｂＴｅシェルコーティングを加える前の太さが約８ｎｍであったのに対して、４０ｎｍの最終太さを有していた。シェル厚さは、Ｐｂ及びＴｅ前駆体溶液の濃度を変化させることにより、調節することができる。その結果、ＰｂＴｅシェルは、約５ないし約３０ｎｍの厚さを有することができ、また、コア／シェルナノワイヤは、約１０ないし約４５ｎｍの太さを有することができる。シェル厚さは、ＰｂＳｅコアの物理的及び光学的性質に強く影響し、その結果、シェル厚さは最良のナノワイヤ性能を生じさせるために最適化することができる。
【００２８】
上で論じたように、ＰｂＳｅ上へのＰｂＴｅシェル材料のコーティングは、ＰｂＳシェルと比較してより高温で実施される。具体的な例で、ＰｂＳシェルは、１３０℃に加熱されたコア／シェル成長溶液中で形成されるのに対して、ＰｂＴｅシェルは、１９０℃に加熱されたコア／シェル成長溶液中で形成される。これはＰｂＴｅに対する、より高い格子不整合（ＰｂＴｅ５．５％対ＰｂＳ３．０％）に一部は基づく。このより高い格子不整合が理由で、ＰｂＳｅコア上に均一なＰｂＴｅシェルを成長させるためには、より高い温度が求められる。調製ステップは、望ましくない副反応（例えばＰｂＴｅの自己核生成）を抑制するために最適化することもできる。ＰｂＳｅナノワイヤが大きい表面積を有するとき、コア表面上におけるシェル材料のクラスター及び島を形成する可能性のために、シェル形成が困難であることがある。先の実験例において、本発明者らは、溶液を１３０℃で７分間アニールすることにより、可能性のあった望ましくないクラスター形成を最小化して、均一及び単一の結晶性シェルコーティングを形成した。
【００２９】
本明細書においては、本発明を説明し及び明確にする目的で、用語「実質的に」及び「約」は、任意の定量的な比較、値、測定値、又は他の表現に属すると考えられる固有の不確実性の程度を表すために使用していることに特に言及しておく。本明細書において、用語「実質的に」及び「約」は、定量的な表現が、論点にある主題の基本的機能に変化を生ずることなく、示された基準から変化することができる程度を表すためにも使用される。
【００３０】
本発明を詳細に説明したので、また、その具体的実施形態を参照することにより、特許請求の範囲で規定した本発明の範囲から逸脱することなく、改変及び変形が可能であることは明かであろう。より具体的に、本発明の幾つかの態様は本明細書中で明確化され且つ図面中に例示されているが、本発明は、本発明のこれらの態様に必ずしも限定されないことが意図されている。
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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