(57)【要約】【課題】金のクモの巣状構造体を製造する。【解決手段】レーザ光源１０からのレーザ光を集光レンズ１２で集光して、金ナノ粒子を含む水溶液１６の表面にパルス照射する。レーザ光の照射により、金ナノ粒子が断片化し、断片化した金クラスターが水溶液１６中の金ナノ粒子と連結し、金のクモの巣状構造体が形成される。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定濃度の界面活性剤を含む水溶液中で、または界面活性剤を含まない水中で、金ナノ粒子にエネルギーを印加することにより、金のクモの巣状構造体を製造することを特徴とする金のクモの巣状構造体の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記界面活性剤は、陰イオン界面活性剤であることを特徴とする金のクモの巣状構造体の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法において、
前記界面活性剤は炭素数１０〜２０のアルキル硫酸エステルのアルカリ金属塩であることを特徴とする金のクモの巣状構造体の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法において、
前記エネルギーの印加は、所定ショット数のパルスレーザ光の照射であることを特徴とする金のクモの巣状構造体の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の製造方法によって製造された金のクモの巣状構造体。
【請求項６】
所定濃度の界面活性剤を含む水溶液中で、または界面活性剤を含まない水中で、金ナノ粒子を含む複数の金属ナノ粒子にエネルギーを印加することにより、金を含む複合金属のナノ粒子を製造することを特徴とする複合金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法において、
前記界面活性剤は、陰イオン界面活性剤であることを特徴とする複合金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項８】
請求項６または７に記載の方法において、
前記界面活性剤は炭素数１０〜２０のアルキル硫酸エステルのアルカリ金属塩であることを特徴とする複合金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか１項に記載の方法において、
前記エネルギーの印加は、所定ショット数のパルスレーザ光の照射であることを特徴とする複合金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項１０】
請求項６乃至９のいずれか１項に記載の方法において、
前記金ナノ粒子の他の金属ナノ粒子は、白金ナノ粒子であり、
前記金ナノ粒子と前記白金ナノ粒子の混合比が７０％より大きいことを特徴とする複合金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項１１】
請求項６乃至９のいずれか１項に記載の方法において、
前記金ナノ粒子の他の金属ナノ粒子は、白金ナノ粒子であり、
前記金ナノ粒子と前記白金ナノ粒子の混合比が１０％未満であることを特徴とする複合金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項１２】
請求項６乃至９のいずれか１項に記載の方法において、
前記金ナノ粒子の他の金属ナノ粒子は、白金ナノ粒子であり、
前記金ナノ粒子と前記白金ナノ粒子の混合比が１０％以上、７０％以下であることを特徴とする複合金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項１３】
請求項６乃至１２のいずれか１項に記載の製造方法によって製造された複合金属ナノ粒子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金のクモの巣状構造体の製造方法および金のクモの巣状構造体、ならびに複合金属ナノ粒子の製造方法および複合金属ナノ粒子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属クラスターやナノ微粒子は、その大きさに依存する化学的、物理的な性質により注目されている。たとえば、金はバルクでは、触媒的性質を示さないが、酸化チタン上の金ナノ粒子は、その直径が１０ｎｍ以下になると、絶対温度が２００Ｋの低温下において、ＣＯの酸化反応を触媒する。また、金ナノ粒子の物理的性質として、より小さいサイズになると強く発光することが知られている。この他、金ナノ粒子は、直径が５ｎｍ以下になると融点が急激に減少することも知られている。
【０００３】
このように、金ナノ粒子は上述のような性質を備えることに加えて、未知の反応性や物性が期待される。さらに、金ナノ粒子に特有な性質を利用して、分子素子、ナノ機能素子などのナノデバイスへの応用も期待される。
【０００４】
なお、金ナノ粒子については、例えば、Ｔａｋａｇｉ，Ｍ．，　Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｓｏｃ．Ｊｐｎ．，９（１９５４），３５９．（非特許文献１）およびＢｕｆｆａｔ，Ｄ．Ａ．，　ａｎｄ　Ｂｏｒｅｌ，Ｊ．Ｐ．，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．，Ａ１３（１９７６），２２８９．　（非特許文献２）に示されている。
【０００５】
また、レーザを用いた超微粒子の製造については、特開平７−６０１１０号公報（特許文献１）に記載されている。
【０００６】
【非特許文献１】
Ｔａｋａｇｉ，Ｍ．，　Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｓｏｃ．Ｊｐｎ．，９（１９５４），３５９．
【非特許文献２】
Ｂｕｆｆａｔ，Ｄ．Ａ．，　ａｎｄ　Ｂｏｒｅｌ，Ｊ．Ｐ．，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．，Ａ１３（１９７６），２２８９．
【特許文献１】
特開平７−６０１１０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
さらに、金ナノ粒子自体を利用するだけでなく、金ナノ粒子を用いたナノ構造体についても、新たな化学的、物理的な性質を示すことが期待されている。また、金ナノ粒子を用いたナノ構造は、ナノデバイスへの応用も可能と考えられる。
【０００８】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる金のクモの巣状構造体の製造方法および金のクモの巣状構造体、ならびに金を含む複数の金属からなる複合金属ナノ粒子の製造方法および複合金属ナノ粒子を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の望ましい態様は、所定濃度の界面活性剤を含む水溶液中で、または界面活性剤を含まない水中で、金ナノ粒子にエネルギーを印加する。
【００１０】
これによれば、金のクモの巣状構造体を得ることができる。
【００１１】
前記界面活性剤は、陰イオン界面活性剤である。また、前記界面活性剤は炭素数１０〜２０のアルキル硫酸エステルのアルカリ金属塩である。
【００１２】
また、前記エネルギーの印加は、所定ショット数のパルスレーザ光の照射である。
【００１３】
パルスレーザ光のショット数の増加に応じて、金のクモの巣状構造体のネットワークが成長する。
【００１４】
また、本発明の望ましい態様は、上述した製造方法によって製造された金のクモの巣状構造体に関する。
【００１５】
本発明の他の望ましい態様は、所定濃度の界面活性剤を含む水溶液中で、または界面活性剤を含まない水中で、金ナノ粒子を含む複数の金属ナノ粒子にエネルギーを印加する。
【００１６】
これによれば、金を含む複数の金属からなる複合金属ナノ粒子が得られる。
【００１７】
前記界面活性剤は、陰イオン界面活性剤である。また、前記界面活性剤は炭素数１０〜２０のアルキル硫酸エステルのアルカリ金属塩である。
【００１８】
また、前記エネルギーの印加は、所定ショット数のパルスレーザ光の照射である。
【００１９】
また、前記金ナノ粒子の他の金属ナノ粒子は、白金ナノ粒子であり、前記金ナノ粒子と前記白金ナノ粒子の混合比が７０％より大きい。
【００２０】
これによれば、金ナノ粒子および白金ナノ粒子が金ナノワイヤーでつながったクモの巣状構造体が得られる。
【００２１】
また、前記金ナノ粒子の他の金属ナノ粒子は、白金ナノ粒子であり、前記金ナノ粒子と前記白金ナノ粒子の混合比が１０％未満である。
【００２２】
これによれば、白金と金の複合金属球状コロイドが得られる。
【００２３】
また、前記金ナノ粒子の他の金属ナノ粒子は、白金ナノ粒子であり、前記金ナノ粒子と前記白金ナノ粒子の混合比が１０％以上、７０％以下である。
【００２４】
これによれば、白金ナノ粒子が金ナノワイヤーでつながったクモの巣状構造体が得られる。
【００２５】
また、本発明の望ましい態様は、上述のような製造方法によって製造された複合金属ナノ粒子に関する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。
【００２７】
〔金のクモの巣状構造体とその製造方法〕
図１は、一実施形態に係る金のクモの巣状構造体の製造方法を示す図である。レーザ光源１０は、例えば５３２ｎｍのレーザ光を出力するネオジウムヤグレーザが利用される。このレーザ光としては、エネルギー密度が約５Ｊ／パルス　ｃｍ２のパルスレーザ光が利用される。なお、十分なエネルギーを照射できれば他のレーザ光でも構わない。
【００２８】
このレーザ光源１０からのレーザ光は、集光レンズ１２によって集光される。この集光レンズの焦点距離は、照射対象物の位置によって決定される。集光レンズ１２の下方には、少なくとも上部が透明または開放の容器１４が配置され、この容器１４内には、金ナノ粒子および界面活性剤を含む水溶液１６が収容されている。この界面活性剤としては、陰イオン界面活性剤であるラウリル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ：Ｃ１２Ｈ２５ＯＳＯ３−Ｎａ＋）が好適であり、照射するレーザのエネルギー密度がエネルギー密度が約５Ｊ／パルス　ｃｍ２の場合には、１０−６Ｍ以下の濃度が好適である。なお、界面活性剤は、水中でのナノ粒子の安定やサイズを小さくするなどの目的から使用される。その一方で、界面活性剤は、ナノ粒子がクモの巣状になるのを阻害する方向に働くため、できるだけ少量か、使用しないことが望ましい。
【００２９】
上述したレーザ光は、集光レンズ１２によって、水溶液１６の表面に集光される。レーザ光のスポットサイズは、０．０２３ｃｍ２が好適である。レーザ光が水溶液１６の表面に照射されると、照射された点において、金ナノ粒子のプラズモンバンドが励起され、金ナノ粒子が熱せられる。一度のレーザパルスによって、１つの金ナノ粒子は１０００個以上の光子を連続的に吸収する。このため、金ナノ粒子の温度は融点以上となり、金ナノ粒子は断片化し始める。一度のレーザパルス照射後、金ナノ粒子の熱は水溶液１６中に拡散し、次のレーザパルス照射までに金ナノ粒子の温度は室温に戻る。このように、レーザパルスが照射される毎に、金ナノ粒子の加熱と冷却が生じる。
【００３０】
レーザ照射によって生じた金クラスターなどの微小フラグメントは、水溶液１６中に拡散する。水溶液１６中に存在する金ナノ粒子は、これらの微小フラグメントと結合することによって成長する。これにより、水溶液１６中に、金ナノ粒子と金ナノワイヤーが互いに連結した金のクモの巣状構造体が生成する。金ナノ粒子と金ナノワイヤーの直径の典型例は、それぞれ、１０〜１００ｎｍ、１０ｎｍ程度である。
【００３１】
上述の例では、エネルギー源として、パルスレーザを利用したが、金ナノ粒子を溶融できればパルスでなくてもよく、その波長も限定されない。さらに、十分なエネルギーを照射することができれば、レーザに限定されることもなく、電気パルス（放電）、マイクロ波なども利用することができる。
【００３２】
また、上述の例では、ラウリル酸ナトリウムの水溶液を用いたが、これに限定されることもない。すなわち、界面活性剤としては、ラウリル酸ナトリウムと同類で、炭化水素鎖が異なる界面活性剤を利用することができる。また、その他の界面活性剤も利用できると考えられる。さらに、水に代えてアルコール、炭化水素、油なども利用できる場合もある。さらに、界面活性剤が異なれば、界面活性剤の適切な濃度範囲も当然異なってくる。
【００３３】
このようにして得られた金のクモの巣状構造体は、分子素子、ナノ機能素子などのナノデバイスとして好適に応用することができる。
【００３４】
次に、具体的な実験方法について説明する。
【００３５】
（金ナノ粒子の準備）
１０ｍｌの水が入れられたガラス容器の底に金の金属板（純度：＞９９．９９％）を浸漬載置した。この金の金属板に波長１０６４ｎｍのパルスレーザを照射した。パルスレーザのパルス周波数は１０Ｈｚとした。レーザパワーが６０ｍＪ／パルスのときに、金がナノ粒子として水に射出する速度は、１ｎｍｏｌ／ｓｈｏｔ（レーザ１ショット当たり１ｎｍｏｌ）であった。
【００３６】
生成した金ナノ粒子を電子顕微鏡（ＴＥＭ：透過型電子顕微鏡、倍率５００００倍）で観察した。一視野内には、５００以上の金ナノ粒子が見られた。これらの金ナノ粒子の直径を測定した。その結果、金ナノ粒子の平均直径は、２０．７ｎｍであり、標準偏差は１３．１ｎｍであった。
【００３７】
（金のクモの巣状構造体の生成）
上述したように、界面活性剤を含まない水中で作成された金ナノ粒子をラウリル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）の水溶液（濃度１０−６Ｍ）に加えた。石英製の光学セル内に、金ナノ粒子を含むＳＤＳ溶液を入れ、波長５３２ｎｍのパルスレーザ（エネルギー密度５Ｊ／パルス　ｃｍ２）を２０分間照射した。パルスレーザのパルス周波数は１０Ｈｚとした。レーザパワーをモニターするために、パワーメーター（Ｓｃｉｅｎｔｅｃｈ社製　ＡＣ２５０１）を用いた。ＳＤＳ溶液中の金ナノ粒子の空間分布を均一にするために、ＳＤＳ溶液をマグネティックスターラーで攪拌した。
【００３８】
図２は、１０−６ＭのＳＤＳ溶液中の金ナノ粒子にパルスレーザ（波長５３２ｎｍ、エネルギー密度５Ｊ／パルス　ｃｍ２）を２０分間照射して得られた生成物の電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真を示す。図２に示すように、ＳＤＳ溶液中に、金ナノ粒子と金ナノワイヤーが互いに連結した金のクモの巣状構造体が生成した。金ナノ粒子と金ナノワイヤーの直径の典型例は、それぞれ、１０〜１００ｎｍ、１０ｎｍ程度であった。
【００３９】
（金のクモの巣状構造体の紫外可視吸収スペクトル）
図３は、金のクモの巣状構造体の紫外可視吸収スペクトルを示す。図３中、点線は波長５３２ｎｍのパルスレーザを照射する前の金ナノ粒子の紫外可視吸収スペクトルを示す。パルスレーザ照射後では、図３に示すように、５２０ｎｍにピークと、赤外波長領域に延びる特徴的なテールが見られた。パルスレーザ照射前後の金ナノ粒子の紫外可視吸収スペクトルを比較すると、パルスレーザ照射後では、テール部分の吸光度が大きく増加しているのに対して、プラズモンバンド近傍の吸光度はクモの巣状構造体の形成によって減少していることがわかる。波長５３２ｎｍのピークが孤立した球状金ナノ粒子において観測されることから、波長５３２ｎｍのピークは、金のクモの巣状構造体の球状部分による光吸収によって生じたものと推測される。一方、赤外波長領域に延びる特徴的なテールは、金のクモの巣状構造体が形成されるまでは現れない吸収であり、細長い形状に由来するものである。
【００４０】
（金のクモの巣状構造体の吸光度のＳＤＳ濃度依存性）
図４は、パルスレーザ（波長５３２ｎｍ、エネルギー密度４．３Ｊ／パルス　ｃｍ２）照射後の８００ｎｍにおける吸光度をＳＤＳ濃度を関数として表したグラフである。吸光度（縦軸）が０．２付近にある場合に、クモの巣状構造体が生成していることを示す。図４のグラフにより、上記レーザ照射条件下では、金のクモの巣状構造体はＳＤＳ濃度が４×１０−５Ｍより小さいときに形成されることがわかる。ＳＤＳ濃度が５×１０−５Ｍを超える濃度領域においては、クモの巣状構造体は形成されず、より小さな金ナノ粒子が形成されていた。
【００４１】
（金のクモの巣状構造体形成のレーザショット数依存性）
図５は、パルスレーザ（波長５３２ｎｍ、エネルギー密度１Ｊ／パルス　ｃｍ２）の照射により、金ナノ粒子から金のクモの巣状構造体が徐々に形成する様子を、レーザのショット数の関数とする紫外可視吸収スペクトルで示す。図５により、レーザショット数が増えるに従って、赤外波長領域に延びる特徴的なテールが徐々に増加することがわかる。また、レーザショット数が４８００回を超えると、７００ｎｍ付近に小さなピークが現れることがわかる。このピークは、レーザショット数の増加とともに長波長側へシフトする。
【００４２】
図６は、図５（ａ）〜（ｃ）に対応する金ナノ粒子および金のクモの巣状構造体の電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真を示す。ショット数２４００回において、レーザ照射により数個の金ナノ粒子が結合していることがわかる。結合の生成は、プラズモンバンドのスペクトルの特徴においても示されている。金ナノ粒子は、レーザ照射を繰り返すと互いに凝固し、最終的にネットワークを形成する。
【００４３】
（金のクモの巣状構造体形成のＳＤＳ濃度およびレーザ強度依存性）
図７は、金のクモの巣状構造体形成のＳＤＳ濃度およびレーザ強度依存性を示す。具体的には、図７は、波長８００ｎｍの吸光度をＳＤＳ濃度（横軸）と照射したレーザのレーザ密度（縦軸）の関数としてマップ化している。波長８００ｎｍの吸光度は、金のクモの巣状構造体形成および大きさの減少を示す指標となる。照射するレーザのレーザ密度がより低く、ＳＤＳ濃度がより高い領域では、小さな金のナノ粒子が生成する。これに対して、照射するレーザのレーザ密度がより高く、ＳＤＳ濃度がより低い領域では金のクモの巣状構造体が形成される。金のナノ粒子へのレーザ照射により生じた金の微小フラグメントの数密度は、レーザ密度が高いほど高くなる。したがって、より多くのＳＤＳ分子が全ての金の微小フラグメントを安定化するのに必要となる。
【００４４】
なお、金の微小なフラグメントの界面活性剤による安定化の度合いは、界面活性剤の種類によって異なる。よって、ＳＤＳとは異なる界面活性剤中における金のクモの巣状構造体形成の界面活性剤濃度依存性は、ＳＤＳの場合と同一のレーザ照射条件下でも、ＳＤＳの場合と異なる。
【００４５】
（金を含む複数の金属からなる複合金属ナノ構造体とその製造方法）
次に、金を含む複数の金属からなる複合金属ナノ構造体とその製造方法について説明する。本実施形態では、金以外の金属として白金が好適に用いられる。複合金属ナノ構造体の製造に用いられるレーザ装置は図１と同様であり、説明を省略する。レーザの照射条件等も金のクモの巣状構造体製造の場合と同様である。本実施形態においては、容器１４内には、金ナノ粒子、および界面活性剤を含む水溶液１６が収容されている。界面活性剤も同様に、ラウリル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）が好適に用いられる。
【００４６】
レーザ光が、水溶液１６の表面に照射されると、金ナノ粒子は断片化し、金クラスターなどの微小フラグメントは、水溶液１６中に拡散する。水溶液１６中に存在する白金ナノ粒子は、これらの微小フラグメントと結合することによって成長する。これにより、水溶液１６中に、白金ナノ粒子と金ナノワイヤーが互いに連結した複合金属構造体が生成する。
【００４７】
なお、白金ナノ粒子についても、レーザ光のエネルギー密度によっては断片化が生じる場合がある。また、レーザ光のエネルギー密度によっては、金と白金が合金化する場合もある。
【００４８】
また、金と白金の混合比（原子数比であり、〔金〕／（〔金〕＋〔白金〕））によって、生成する複合金属構造体は異なる。上記混合比が７０％以上の場合には、金ナノ粒子および白金ナノ粒子と金ナノワイヤーが互いに連結したクモの巣状の複合金属構造体が生成する。上記混合比が１０％以下の場合には、白金と金の複合金属球状コロイドが生成する。
【００４９】
このようにして得られた複合金属構造体は、物理的につながっている（電気伝導性を有する）ことが、後述する吸収スペクトルから示唆されている。
【００５０】
上述した複合金属構造体は、分子素子、ナノ機能素子などのナノデバイスとして好適に応用することができる。
【００５１】
次に、具体的な実験方法について説明する。
【００５２】
（金ナノ粒子および白金ナノ粒子の準備）
１０ｍｌの水が入れられたガラス容器の底に金の金属板（純度：＞９９．９９％）を浸漬載置した。この金の金属板に波長１０６４ｎｍのパルスレーザを照射した。パルスレーザのパルス周波数は１０Ｈｚとした。
【００５３】
同様に、１０ｍｌの水が入れられたガラス容器の底に白金の金属板（純度：＞９９．９９％）を浸漬載置した。この白金の金属板に波長１０６４ｎｍのパルスレーザを照射した。パルスレーザのパルス周波数は１０Ｈｚとした。
【００５４】
図８は、生成した金ナノ粒子（破線）および白金ナノ粒子（実線）の紫外可視吸収スペクトルを示す図である。金ナノ粒子のスペクトル中、５３２ｎｍのピークは、孤立した金ナノ粒子に由来する。白金ナノ粒子には、特徴的なピークは見られない。
【００５５】
（金白金ナノ構造体の生成）
生成した金ナノ粒子を含む水溶液と白金ナノ粒子を含む水溶液とを混合比（〔金〕／（〔金〕＋〔白金〕））０．３６で混合した。
【００５６】
界面活性剤を含まない水中で作成された金ナノ粒子および白金ナノ粒子を含む水溶液を石英製の光学セル内に入れ、波長５３２ｎｍのパルスレーザ（エネルギー密度２．２Ｊ／パルス　ｃｍ２）を１０秒間（１０００ショット）照射した。パルスレーザのパルス周波数は１０Ｈｚとした。レーザパワーをモニターするために、パワーメーター（Ｓｃｉｅｎｔｅｃｈ社製　ＡＣ２５０１）を用いた。ＳＤＳ溶液中の金ナノ粒子の空間分布を均一にするために、ＳＤＳ溶液をマグネティックスターラーで攪拌した。
【００５７】
図９は、界面活性剤を含まない水中で金ナノ粒子および白金ナノ粒子にパルスレーザ（波長５３２ｎｍ、エネルギー密度２．２Ｊ／パルス　ｃｍ２）を１０００ショット照射して得られた生成物の紫外可視吸収スペクトルを示す。図９の破線はレーザ照射前の溶液の吸収スペクトルを示し、実線はレーザ照射後の溶液の吸収スペクトルを示す。このように、レーザ照射により、孤立した金ナノ粒子に特徴的な５３２ｎｍのピークがほぼ見えなくなることがわかる。
【００５８】
図１０は、金および白金からなる複合金属ナノ粒子の電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真を示す。図１０に示すように、水中に、白金ナノ粒子（球状部分）と金ナノワイヤーが互いに連結したクモの巣状の複合金属ナノ粒子が生成した。白金ナノ粒子と金ナノワイヤーの直径の典型例は、それぞれ、２０〜３０ｎｍ、１０ｎｍ程度であった。
【００５９】
（金白金ナノ構造体の混合比依存性）
金白金ナノ構造体の形態は、金と白金の混合比によって変化することがわかった。
【００６０】
図１１は、金と白金の混合比（〔金〕／（〔金〕＋〔白金〕））が異なる水中にパルスレーザ（波長５３２ｎｍ、エネルギー密度２．２Ｊ／パルス　ｃｍ２）を１０００ショット照射した後の紫外可視吸収スペクトルを示す。
【００６１】
図１１に示すように、上記混合比が７０％より大きい場合には、５３２ｎｍ付近にショルダーが見られ、金ナノ粒子が残存していることが示唆される。すなわち、上記混合比が７０％より大きい場合には、金ナノ粒子および白金ナノ粒子が金ナノワイヤーでつながったクモの巣状構造体ができると推察される。また、上記混合比が、１０％以上７０％以下の場合には、粒子状の金は消失し、白金の粒子が金のワイヤーでつながったクモの巣状構造体ができると推察される。また、上記混合比が１０％未満の場合には、クモの巣状構造体は形成されず、白金と金の複合金属球状コロイドが形成される。球状コロイドの生成は、生成物の吸収スペクトルが長波長側にテールを引かないという特徴からも示されている。複合金属球状コロイドの金と白金は詳細な構造が不明であるが、コアシェルあるいはランダム構造をとると推測される。
【００６２】
上記実施形態においては、金と白金からなる複合金属ナノ粒子とその製造方法について説明したが、金と組み合わせる金属は白金に限定されず、銀、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、鉄、クロム、ニッケルなどの遷移金属、およびその酸化物を用いることもできる。また、金以外の金属同士からなる複合金属ナノ粒子に対しても用いることができる。今回の実験では金を励起することによって金を溶解し、金および別の金属を結合しているが、レーザの波長を変えることにより白金を励起したり、別の金属を励起することもできる。
【００６３】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば、界面活性剤を含む水溶液中で、または界面活性剤を含まない水中で、金ナノ粒子にエネルギーを印加することにより、金のクモの巣状構造体を得ることができる。
【００６４】
また、本発明によれば、界面活性剤を含む水溶液中で、または界面活性剤を含まない水中で、金を含む複数の金属のナノ粒子にエネルギーを印加することにより、金を含む複数の金属からなるクモの巣状複合金属ナノ粒子、または複合金属球状コロイドを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る金のクモの巣状構造体の製造方法を示す図である。
【図２】１０−６ＭのＳＤＳ溶液中の金ナノ粒子にパルスレーザ（波長５３２ｎｍ、エネルギー密度５Ｊ／パルス　ｃｍ２）を２０分間照射して得られた生成物の電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真を示す図である。
【図３】金のクモの巣状構造体の紫外可視吸収スペクトルを示す図である。
【図４】パルスレーザ（波長５３２ｎｍ、エネルギー密度４．３Ｊ／パルス　ｃｍ２）照射後の８００ｎｍにおける吸光度をＳＤＳ濃度を関数として表したグラフである。
【図５】パルスレーザ（波長５３２ｎｍ、エネルギー密度１Ｊ／パルス　ｃｍ２）の照射により、金ナノ粒子から金のクモの巣状構造体が徐々に形成する様子を、レーザのショット数の関数とする紫外可視吸収スペクトルで示した図である。
【図６】図５（ａ）〜（ｃ）に対応する金ナノ粒子および金のクモの巣状構造体の電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真を示す図である。
【図７】金のクモの巣状構造体形成のＳＤＳ濃度およびレーザ強度依存性を示す図である。
【図８】生成した金ナノ粒子（破線）および白金ナノ粒子（実線）の紫外可視吸収スペクトルを示す図である。
【図９】界面活性剤を含まない水中で金ナノ粒子および白金ナノ粒子にパルスレーザ（波長５３２ｎｍ、エネルギー密度２．２Ｊ／パルス　ｃｍ２）を２０分間照射して得られた生成物の紫外可視吸収スペクトルを示す図である。
【図１０】金および白金からなる複合金属ナノ粒子の電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真を示す図である。
【図１１】金と白金の混合比（〔金〕／（〔金〕＋〔白金〕））が異なる水中にレーザ照射した後の紫外可視吸収スペクトルを示す図である。
【符号の説明】
１０　レーザ光源、１２　集光レンズ、１４　容器、１６　水溶液。
【図１】
2004097910.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004097910.tif 000007
【図６】
2004097910.tif 000008
【図７】
2004097910.tif 000009
【図８】
2004097910.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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