(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化亜鉛ナノワイヤーとゲルマニウムナノワイヤーとが軸方向に接合した単結晶でなる二軸ナノワイヤー。
【請求項２】
ゲルマニウムからなる中心部と該中心部を囲む酸化亜鉛からなる円筒部とから構成された単結晶でなる同軸ナノワイヤー。
【請求項３】
酸化亜鉛からなる中心部と該中心部を囲むゲルマニウムからなる円筒部とから構成された単結晶でなる同軸ナノワイヤー。
【請求項４】
酸化亜鉛ナノワイヤーとゲルマニウムナノワイヤーとが軸方向に接合した単結晶でなる二軸ナノワイヤーと、
ゲルマニウムからなる中心部と該中心部を囲む酸化亜鉛からなる円筒部とから構成された単結晶でなる第一の同軸ナノワイヤーと、
酸化亜鉛からなる中心部と該中心部を囲むゲルマニウムからなる円筒部とから構成された単結晶でなる第二の同軸ナノワイヤーと、
が混合して成る混合ナノワイヤー。
【請求項５】
前記混合ナノワイヤーが、前記二軸ナノワイヤーを約４５％、前記第一の同軸ナノワイヤーを約３５％、前記第二の同軸ナノワイヤーを約２０％の割合で含有していることを特徴とする、請求項４に記載の混合ナノワイヤー。
【請求項６】
酸化ゲルマニウム粉末とゲルマニウム粉末との混合物を、不活性ガス気流中で加熱することにより、ゲルマニウムナノワイヤーを生成する第一工程と、
上記第一工程で生成したゲルマニウムナノワイヤーと酸化亜鉛粉末とを不活性ガス気流中で加熱することにより、酸化亜鉛ナノワイヤーとゲルマニウムナノワイヤーとが軸方向に接合している二軸ナノワイヤーと、ゲルマニウムからなる中心部と該中心部を囲む酸化亜鉛からなる円筒部とから構成される第一の同軸ナノワイヤーと、酸化亜鉛からなる中心部と該中心部を囲むゲルマニウムからなる円筒部とから構成される第二の同軸ナノワイヤーと、からなる混合ナノワイヤーを合成する第二工程と、
を含むことを特徴とする、混合ナノワイヤーの製造方法。
【請求項７】
前記不活性ガスがアルゴンガスであることを特徴とする、請求項６に記載の混合ナノワイヤーの製造方法。
【請求項８】
前記第一工程において、前記不活性ガスの流量が５０〜８０ｓｃｃｍの範囲であることを特徴とする、請求項６又は７に記載の混合ナノワイヤーの製造方法。
【請求項９】
前記第二工程において、前記不活性ガスの流量が３０〜５０ｓｃｃｍの範囲であることを特徴とする、請求項６〜８の何れかに記載の混合ナノワイヤーの製造方法。
【請求項１０】
前記第一工程において、酸化ゲルマニウム粉末とゲルマニウム粉末との重量比が、ゲルマニウム粉末１重量部に対して酸化ゲルマニウム粉末２〜３重量部の範囲であることを特徴とする、請求項６に記載の混合ナノワイヤーの製造方法。
【請求項１１】
前記第一工程において、前記混合物の加熱温度が１１００〜１２００℃の範囲であることを特徴とする、請求項６に記載の混合ナノワイヤーの製造方法。
【請求項１２】
前記第一工程において、前記混合物の加熱時間が１〜１．３時間の範囲であることを特
徴とする、請求項６に記載の混合ナノワイヤーの製造方法。
【請求項１３】
前記第二工程において、ゲルマニウムナノワイヤーと酸化亜鉛粉末との重量比が、ゲルマニウムナノワイヤー１重量部に対して酸化亜鉛粉末１０〜１２．５重量部の範囲であることを特徴とする、請求項６に記載の混合ナノワイヤーの製造方法。
【請求項１４】
前記第二工程において、ゲルマニウムナノワイヤーと酸化亜鉛粉末との加熱温度が、１１５０〜１２５０℃の範囲であることを特徴とする、請求項６に記載の混合ナノワイヤーの製造方法。
【請求項１５】
前記第二工程の加熱時間が０．８〜１．２時間の範囲であることを特徴とする、請求項６に記載の混合ナノワイヤーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な微小半導体装置の部品に利用可能な、高度に結晶化したナノワイヤー、さらに詳しくは、酸化亜鉛ナノワイヤーとゲルマニウムナノワイヤーとが軸方向に接合している二軸ナノワイヤー、ゲルマニウムからなる中心部とこの中心部を囲む酸化亜鉛からなる円筒部とから構成される同軸ナノワイヤー、酸化亜鉛からなる中心部とこの中心部を囲むゲルマニウムからなる円筒部とから構成される同軸ナノワイヤーと、これらを混合してなる混合ナノワイヤー、並びにその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
酸化亜鉛は、紫外発光体、バリスター、透明な高電力エレクトロニクスデバイス、電界効果トランジスター、表面弾性波デバイス、圧電変換機、ガス検知素子、表示装置や太陽電池の窓材などとして広く注目されている。
酸化亜鉛−酸化亜鉛マグネシウムヘテロ接合体、酸化亜鉛−酸化インジウムコアシェルナノ構造体、酸化亜鉛−亜鉛ナノケーブルのような一次元の酸化亜鉛を含むヘテロ構造体に関して、幾つか知られている（例えば、非特許文献１〜３参照）。最近、酸化亜鉛−窒化ガリウムヘテロ接合体、酸化亜鉛−珪酸亜鉛コアシェルヘテロ構造体なども知られるようになった（例えば、非特許文献4 ，５参照）。
一方、IV族半導体のゲルマニウムのナノワイヤーは、化学的気相成長法で製造されて
いる（例えば、非特許文献６〜９参照）。
ゲルマニウムヘテロ構造体としては、珪素−ゲルマニウムナノワイヤー、ゲルマニウム−酸化ゲルマニウム、ゲルマニウム−酸化ケイ素、ゲルマニウム−炭素の同軸一次元体が知られている（例えば、非特許文献１０〜１３参照）。
【０００３】
【非特許文献１】W.I.Park他、Adv.Mater.、15巻 526頁、2003年
【非特許文献２】J.Y.Lao 他、Nano.Lett.、2 巻1287頁、2002年
【非特許文献３】X.Y.Kong他、J.Phys.Chem.B 、 108巻 570頁、2004年
【非特許文献４】S.J.An他、Appl.Phys.Lett. 、84巻3612頁、2004年
【非特許文献５】X.D.Wang他、Adv.Mater.、16巻1215頁、2004年
【非特許文献６】T.I.Kamins他、Nano  Lett. 、 4巻 503頁、2004年
【非特許文献７】Y.Wu他、Chem.Mater. 、12巻 605頁、2000年
【非特許文献８】Y.Wu他、J.Am.Chem.Soc.、 123巻3165頁、2001年
【非特許文献９】M.P.Halsall 他、Appl.Phys.Lett. 、81巻2448頁、2002年
【非特許文献１０】L.J.Lauhon他、Nature、 420巻57頁、2002年
【非特許文献１１】Y.F.Zhang 他、Phys.Rev. Ｂ61巻4518頁、2000年
【非特許文献１２】X.M.Meng他、Appl.Phys.Lett. 、83巻2241頁、2003年
【非特許文献１３】Y.Wu他、Appl.Phys.Lett. 、77巻43頁、2000年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の二軸あるいはコアシェルヘテロ接合体は、同族の半導体元素から構成されるものや、多結晶体、非晶質体であって、酸化亜鉛及びゲルマニウムナノワイヤーで構成される一次元ヘテロ構造体が得られていないという課題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑み、結晶性の優れた単結晶の酸化亜鉛及びゲルマニウムナノワイヤーで構成されている一次元ヘテロ構造体の各ナノワイヤーと、これらのナノワイヤーを混合した混合ナノワイヤー及び製造方法を提供することを目的としている。
具体的には、酸化亜鉛ナノワイヤーとゲルマニウムナノワイヤーとが軸方向に接合して
いる二軸ナノワイヤー、ゲルマニウムからなる中心部とこの中心部を囲む酸化亜鉛からなる円筒部とから構成される同軸ナノワイヤー、酸化亜鉛からなる中心部とこの中心部を囲むゲルマニウムからなる円筒部とから構成される同軸ナノワイヤーと、これらを混合してなる混合ナノワイヤーとその製造方法を提供することを目的としている。
さらに本発明は、酸化亜鉛ナノワイヤーとゲルマニウムナノワイヤーとが軸方向に接合している二軸ナノワイヤーと、ゲルマニウムからなる中心部とこの中心部を囲む酸化亜鉛からなる円筒部とから構成される同軸ナノワイヤーと、酸化亜鉛からなる中心部とこの中心部を囲むゲルマニウムからなる円筒部とから構成される同軸ナノワイヤーと、この二軸ナノワイアー及び各同軸ナノワイヤーを混合した混合ナノワイヤーとその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の二軸ナノワイヤーは、酸化亜鉛ナノワイヤーとゲルマニウムナノワイヤーとが軸方向に接合した、単結晶でなることを特徴とする。
本発明の同軸ナノワイヤーは、ゲルマニウムからなる中心部と該中心部を囲む酸化亜鉛からなる円筒部とから構成された、単結晶でなることを特徴とする。
本発明の同軸ナノワイヤーは、酸化亜鉛からなる中心部と該中心部を囲むゲルマニウムからなる円筒部とから構成された、単結晶でなることを特徴とする。
これらの構成によれば、酸化亜鉛及びゲルマニウムナノワイヤーで構成されるヘテロ構造を有する各ナノワイヤー、即ち一次元ヘテロ構造体が得られる。
【０００７】
本発明の混合ナノワイヤーは、酸化亜鉛ナノワイヤーとゲルマニウムナノワイヤーとが軸方向に接合した、単結晶でなる二軸ナノワイヤーと、ゲルマニウムからなる中心部と中心部を囲む酸化亜鉛からなる円筒部とから構成された、単結晶でなる第一の同軸ナノワイヤーと、酸化亜鉛からなる中心部と中心部を囲むゲルマニウムからなる円筒部とから構成された、単結晶でなる第二の同軸ナノワイヤーと、を含むことを特徴とする。
上記構成において、混合ナノワイヤーは、好ましくは、二軸ナノワイヤーを約４５％、第一の同軸ナノワイヤーを約３５％、第二の同軸ナノワイヤーを約２０％の割合で含有している。
この構成によれば、酸化亜鉛及びゲルマニウムナノワイヤーで構成される三種類のヘテロ構造を有するナノワイヤー、即ち一次元ヘテロ構造体が得られる。
【０００８】
本発明の混合ナノワイヤーの製造方法は、酸化ゲルマニウム粉末とゲルマニウム粉末との混合物を、不活性ガス気流中で加熱することにより、ゲルマニウムナノワイヤーを生成する第一工程と、第一工程で生成したゲルマニウムナノワイヤーと酸化亜鉛粉末とを不活性ガス気流中で加熱することにより、酸化亜鉛ナノワイヤーとゲルマニウムナノワイヤーとが軸方向に接合している二軸ナノワイヤーと、ゲルマニウムからなる中心部と中心部を囲む酸化亜鉛からなる円筒部とから構成される第一の同軸ナノワイヤーと、酸化亜鉛からなる中心部と中心部を囲むゲルマニウムからなる円筒部とから構成される第二の同軸ナノワイヤーとを含む混合ナノワイヤーを合成する第二工程と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
上記方法において、不活性ガスは、好ましくは、アルゴンガスである。その流量は、好ましくは、第一工程において５０〜８０ｓｃｃｍの範囲であり、第二工程において３０〜５０ｓｃｃｍの範囲である。
【００１０】
第一工程において、好ましくは、酸化ゲルマニウム粉末とゲルマニウム粉末との重量比を、ゲルマニウム粉末１重量部に対して酸化ゲルマニウム粉末２〜３重量部の範囲とする。この場合、好ましくは、混合物の加熱温度を１１００〜１２００℃の範囲とし、加熱時間を１〜１．３時間の範囲に設定する。
【００１１】
また、第二工程において、好ましくは、ゲルマニウムナノワイヤーと酸化亜鉛粉末との重量比を、ゲルマニウムナノワイヤー１重量部に対して酸化亜鉛粉末１０〜１２．５重量部の範囲とする。この場合、好ましくは、ゲルマニウムナノワイヤーと酸化亜鉛粉末との加熱温度を、１１５０〜１２５０℃の範囲とし、加熱時間を０．８〜１．２時間の範囲に設定する。
【００１２】
上記構成によれば、酸化亜鉛ナノワイヤーとゲルマニウムナノワイヤーとが軸方向に接合している二軸ナノワイヤーを約４５％、ゲルマニウムからなる中心部と該中心部を囲む酸化亜鉛からなる円筒部とから構成される第一の同軸ナノワイヤーを約３５％、酸化亜鉛からなる中心部と該中心部を囲むゲルマニウムからなる円筒部とから構成される第二の同軸ナノワイヤーを約２０％含む、混合ナノワイヤーを製造することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、結晶性の優れた酸化亜鉛とゲルマニウムのヘテロ接合からなるナノワイヤーを得ることができる。よって、新規な微小半導体装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
最初に、混合ナノワイヤーを製造する方法を説明する。
先ず、第一段階の工程として、酸化ゲルマニウム粉末とゲルマニウム粉末との混合物を、不活性ガス気流中で加熱することにより、ゲルマニウムナノワイヤーを生成する。具体的には、酸化ゲルマニウム粉末とゲルマニウム粉末との混合物を例えばグラファイトからなる坩堝に入れ、この坩堝を縦型高周波誘導加熱装置の反応管の中央部に設置する。さらに、反応管の坩堝の上方にサファイア基板を設置し、この反応管に不活性ガスを流しながら誘導加熱コイルにより混合物を加熱する。縦型高周波誘導加熱装置は、高周波誘導加熱法を利用した高周波誘導加熱炉を用いるのが好ましいが、この場合、縦型に限らず横型でもよい。また、加熱方法は、高周波誘導加熱に限らず、坩堝を所定の温度に加熱できるランプ加熱や抵抗加熱による加熱装置でも構わない。
【００１５】
この際、不活性ガスとしてはアルゴンガスを用いることができ、その流量は５０〜８０ｓｃｃｍの範囲が好ましい。８０ｓｃｃｍ（standard cubic centimeters per minute ）より多い流量では、生成物が反応系外へ飛散するので好ましくない。逆に、５０ｓｃｃｍよりも少ない流量では、不活性ガスとしての作用が不十分で生成物中に酸素が含まれる可能性があるので好ましくない。
【００１６】
酸化ゲルマニウム粉末とゲルマニウム粉末との重量比は、ゲルマニウム粉末１重量部に対して酸化ゲルマニウム粉末２〜３重量部の範囲が好ましい。酸化ゲルマニウム粉末の重量がこの範囲よりも多いと生成物であるゲルマニウムナノワイヤーの表面に非晶質の酸化ゲルマニウムが付着するので好ましくない。逆に、酸化ゲルマニウムの重量がこの範囲よりも少ないとゲルマニウムナノワイヤーの収量が低下する。
【００１７】
加熱する際の温度は１１００〜１２００℃の範囲が好ましい。酸化ゲルマニウムの融点が１１１６℃であるので、１２００℃で十分に蒸気が発生するため、１２００℃以上に上げる必要はない。逆に、１１００℃未満では、蒸気の発生が不十分で収量が低下するので好ましくない。
【００１８】
加熱時間は１〜１．３時間の範囲が好ましい。上記の加熱温度でナノワイヤーの成長速度が十分早いので１．３時間の加熱で十分である。逆に、１時間未満では反応ならびに結晶成長が完結しないので好ましくない。
【００１９】
このような第一段階の操作を施すことにより、サファイア基板上に、灰色の繊維状物質
のゲルマニウムナノワイヤーが堆積する。
【００２０】
次に、第二段階の工程として、酸化亜鉛粉末と第一工程で生成したゲルマニウムナノワイヤーとを不活性ガス気流中で加熱する。具体的には、抵抗加熱法による横型の加熱炉を使用し、酸化亜鉛粉末をアルミナなどからなる坩堝に入れ、この坩堝を横型加熱炉の石英管の中央部に設置する。
次に、第一段階で生成したゲルマニウムナノワイヤーの付いたサファイア基板を上記坩堝に隣接して配置し、反応管に不活性ガスを流しながら、加熱を行なう。
ここで、加熱炉には、抵抗加熱法による横型の加熱炉を用いたが、この場合、加熱炉は横型に限らず縦型でもよい。また、加熱装置は、抵抗加熱に限らず、坩堝を加熱することができるランプ加熱や高周波誘導加熱による加熱装置でもよい。
【００２１】
不活性ガスとしてはアルゴンガスを用いることができ、その流量は３０〜５０ｓｃｃｍの範囲が好ましい。アルゴンガスは移送用ガスとして用いられるので、５０ｓｃｃｍの流量で十分であり、これ以上の流量を流す必要はない。逆に、３０ｓｃｃｍ未満の流量の場合は、結晶成長する領域への移送ガスとしての作用が十分でないので好ましくない。
【００２２】
酸化亜鉛粉末とゲルマニウムナノワイヤーとの重量比は、ゲルマニウムナノワイヤー１重量部に対して、酸化亜鉛粉末は１０〜１２．５重量部の範囲が好ましい。酸化亜鉛粉末の重量がこの範囲よりも多いと生成物の性状が変動するので好ましくない。逆に、酸化亜鉛粉末の重量がこの範囲よりも少ないと、他領域にも酸化亜鉛が堆積するため生成物中の酸化亜鉛の量が非常に少なくなるので、好ましくない。
【００２３】
加熱温度は１１５０〜１２５０℃の範囲が好ましい。１２５０℃で酸化亜鉛は十分に昇華するので、これ以上の温度にする必要はない。逆に、１１５０℃よりも低いと蒸気の発生が不十分でナノワイヤーの成長が遅いので好ましくない。
【００２４】
加熱時間は０．８〜１．２時間の範囲が好ましい。１．２時間で反応が完了するので、これ以上の時間をかける必要はない。逆に０．８時間未満の加熱時間では結晶成長が完結しないので、好ましくない。
【００２５】
上記工程により、酸化亜鉛（ＺｎＯ）ナノワイヤーとゲルマニウム（Ｇｅ）ナノワイヤーとが軸方向に接合している二軸ナノワイヤーと、ゲルマニウムからなる中心部とこの中心部を囲む酸化亜鉛からなる円筒部とから構成される第一の同軸ナノワイヤーと、酸化亜鉛からなる中心部とこの中心部を囲むゲルマニウムからなる円筒部とから構成される第二の同軸ナノワイヤーと、を含む混合ナノワイヤーを合成することができる。この混合ナノワイヤー中には、二軸ナノワイヤーが約４５％、第一の同軸ナノワイヤーが約３５％、第二の同軸ナノワイヤーが約２０％含まれている。
この混合ナノワイヤーを構成する各ナノワイヤーを分離することにより、二軸ナノワイヤー及び各同軸ナノワイヤーを得ることができる。
【実施例】
【００２６】
次に、実施例を示してさらに具体的に説明する。
先ず、酸化ゲルマニウム粉末（和光純薬工業（株）製、純度９９．９９％）１．５ｇとゲルマニウム粉末（和光純薬工業（株）製、純度９９．９％）０．５ｇとの混合物をグラファイト製の坩堝に入れ、この坩堝を縦型高周波誘導加熱炉の反応管の中央部に設置すると共に、上記坩堝の上方２５ｃｍのところにサファイア基板を配置した。
次に、反応管を２．７〜３．３×１０-1Ｐａ（２〜２．５×１０-3Ｔｏｒｒ）まで減圧した後、移送ガスとしてアルゴンガスを６０ｓｃｃｍの流量で流しながら、坩堝内の混合物を１２００℃で１時間加熱した。
これにより、加熱中に約７００℃に維持されていたサファイア基板上に、灰色の繊維状物質が０．３ｇ堆積した。
【００２７】
次に、酸化亜鉛粉末（和光純薬工業（株）製、純度９９．９％）２ｇをアルミナ製の坩堝に入れ、この坩堝を横型加熱炉の石英管の中央部に設置した。
また、坩堝の下流側に、第一工程で製造した灰色繊維状物質であるゲルマニウムナノワイヤーの付いたサファイア基板を２０ｃｍ離して配置した。
そして、反応管を３．９×１０-1Ｐａ（３×１０-3 Ｔｏｒｒ）まで減圧した後、アル
ゴンガスを５０ｓｃｃｍの流量で流しながら、坩堝内の酸化亜鉛粉末を１２５０℃で１時間加熱した。
これにより、加熱中に約６５０℃に維持されたサファイア基板上に、灰色の綿状物質が０．６ｇ堆積した。
【００２８】
図１は実施例で合成した灰色の綿状物質のＸ線回折による測定結果を示した図である。図１において、縦軸は反射強度（任意目盛り）を示し、横軸は角度（°）、すなわちＸ線の原子面への入射角θの２倍に相当する角度を示している。図１から明らかなように、灰色の綿状物質は、格子定数ａ＝３．２４９Å、ｃ＝５．２０６Åを有する六方晶系の酸化亜鉛と、格子定数ａ＝５．６５７Åを持つ立方晶系のゲルマニウムと、からなることが分かった。
【００２９】
図２は実施例で合成した灰色の綿状物質の走査型電子顕微鏡像を示す図である。この走査型電子顕微鏡像から、堆積物は、直径８０〜１２０ｎｍ（ナノメートル）であり、長さが数十μｍのナノワイヤー構造を有することが分かった。
【００３０】
さらに、製造されたこのナノワイヤーの化学組成などを調べるために、透過型電子顕微鏡像、電子線回折、エネルギー分散型Ｘ線分析などを行った。
図３は実施例で合成したナノワイヤーの一部分の透過型電子顕微鏡像を示す図である。図３から明らかなように、合成したナノワイヤーは、明るく写っている部分と暗く写っている部分とが軸方向に接合した二軸ナノワイヤーであることが分かった。この場合には、明るく写っている部分の直径は約４５ｎｍであり、暗く写っている部分の直径は約４０ｎｍであることが判明した。
【００３１】
図４は、図３に示した部分のエネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ：Energy-Dispersive X-ray analysis）による測定結果を示す図である。図の縦軸はＸ線強度（任意目盛り）を示し、横軸はＸ線のエネルギー（ｋｅＶ）を示している。
図４の上側のＥＤＸスペクトルからは、図３で暗く写っているナノワイヤーがゲルマニウムで構成されていることが分かった。そして、図４の下側のＥＤＸスペクトルからは、図３で明るく写っているナノワイヤーがほぼ化学量論的組成の酸化亜鉛であることが分かった。なお、図４において、銅（Ｃｕ）の信号が観察されるが、これは試料を取り付ける治具として用いた銅グリッドに由来している。
【００３２】
したがって、図３及び図４に示す測定結果から、実施例で得られた灰色の綿状物質の一部は、直径約４５ｎｍの酸化亜鉛ナノワイヤーと直径４０ｎｍのゲルマニウムナノワイヤーとが、軸方向に接合した二軸ナノワイヤーであることが分かった。そして、この二軸ナノワイヤーは、灰色の綿状物質、即ち混合ナノワイヤー全体の約４５％を占めていた。さらに、この二軸ナノワイヤーを構成する酸化亜鉛ナノワイヤー及びゲルマニウムナノワイヤーは、何れも、単結晶構造であることを確認した。
【００３３】
図５は、実施例で合成した灰色の綿状物質の他の構成部分を示す透過型電子顕微鏡像を示す図である。
図５から明らかなように、灰色の綿状物質の一部は、暗く写っている中心部とこの中心部を囲む明るく写っている円筒部とからなる同軸ナノワイヤーであることが分かった。この同軸ナノワイヤーを第一の同軸ナノワイヤーと呼ぶことにする。そして、エネルギー分散型Ｘ線分析により、図５の第一の同軸ナノワイヤーにおいて、暗く写っている中心部がゲルマニウムで構成され、明るく写っている円筒部分が酸化亜鉛で構成されていることが分かった。
これにより、灰色の綿状物質の一部は、ゲルマニウムからなる中心部とこの中心部を囲む酸化亜鉛からなる円筒部とから構成される第一の同軸ナノワイヤーであることが判明した。そして、第一の同軸ナノワイヤーは、灰色の綿状物質、即ち混合ナノワイヤー全体の約３５％を占めていることが分かった。さらに、この第１の同軸ナノワイヤーを構成するゲルマニウム及び酸化亜鉛は、何れも、単結晶構造であることを確認した。
【００３４】
図６は、実施例で得られた灰色の綿状物質のさらに別の構成部分を示す透過型電子顕微鏡像を示す図である。
図６から明らかなように、灰色の綿状物質のさらに別の構成部分であるナノワイヤーは、明るく写っている中心部と、この中心部を囲む暗く写っている円筒部とからなる同軸ナノワイヤーであることが分かった。この同軸ナノワイヤーを第二の同軸ナノワイヤーと呼ぶことにする。
【００３５】
図７は、図６に示した第二の同軸ナノワイヤーのエネルギー分散型Ｘ線分析による測定結果を示す図である。図の縦軸はＸ線強度（任意目盛り）を示し、横軸はＸ線のエネルギー（ｋｅＶ）を示している。
図７の上側のＥＤＸスペクトルからは、図６で暗く写っている円筒部がゲルマニウムで構成されていることが分かった。そして、図７の下側のＥＤＸスペクトルからは、図６で明るく写っている中心部がほぼ化学量論的組成の酸化亜鉛であることが分かった。
なお、図７における銅の信号は、図４の場合と同様に、試料を取り付ける治具に用いた銅グリッドに由来している。
【００３６】
これにより、灰色の綿状物質の他の一部は、酸化亜鉛からなる中心部とこの中心部を囲むゲルマニウムからなる円筒部とから構成される第二の同軸ナノワイヤーであることが判明した。そして、第二の同軸ナノワイヤーは、灰色の綿状物質、即ち混合ナノワイヤー全体の約２０％を占めていることが分かった。さらに、この第二の同軸ナノワイヤーを構成するゲルマニウム及び酸化亜鉛は、何れも、単結晶構造であることを確認した。
【００３７】
以上の結果から、実施例で合成した灰色の綿状物質は、三種類のヘテロ構造を有するナノワイヤーからなり、それぞれ、酸化亜鉛とゲルマニウムとを軸方向に接合した二軸構造からなるものと、ゲルマニウムからなる中心部とこの中心部を囲む酸化亜鉛からなる円筒部とから構成される第一の同軸構造と、酸化亜鉛からなる中心部とこの中心部を囲むゲルマニウムからなる円筒部とから構成される第二の同軸構造との三種類から構成されていることがわかった。そして、その割合は、それぞれ、約４５％、約３５％、約２０％であることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明によれば、酸化亜鉛ナノワイヤーとゲルマニウムナノワイヤーとが軸方向に接合している二軸ナノワイヤー、ゲルマニウムからなる中心部とこの中心部を囲む酸化亜鉛からなる円筒部とから構成される同軸ナノワイヤー、酸化亜鉛からなる中心部とこの中心部を囲むゲルマニウムからなる円筒部とから構成される同軸ナノワイヤー、および、この二軸ナノワイヤーとこれらの同軸ナノワイヤーを混合した混合ナノワイヤーが提供可能となったので、半導体製造における微小化に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施例で合成した灰色の綿状物質のＸ線回折による測定結果を示した図である。
【図２】実施例で合成した灰色の綿状物質の走査型電子顕微鏡像を示す図である。
【図３】実施例で合成したナノワイヤーの一部分の透過型電子顕微鏡像を示す図である。
【図４】図３に示した部分のエネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ：Energy-Dispersive X-ray Analysis）による測定結果を示す図である。
【図５】実施例で合成した灰色の綿状物質の他の構成部分を示す透過型電子顕微鏡像を示す図である。
【図６】実施例で得られた灰色の綿状物質のさらに別の構成部分を示す透過型電子顕微鏡像を示す図である。
【図７】図６に示した第二の同軸ナノワイヤーのエネルギー分散型Ｘ線分析による測定結果を示す図である。
【図１】
0004706078.tif 000002
【図４】
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【図７】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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