(57)【要約】【目的】  リン化インジウムのナノワイヤーやナノチューブといったナノ構造物を製造する新しい方法を提供すること。【構成】  リン化インジウムと酸化インジウムの混合物を不活性ガスの気流中で石英管状炉により1000℃〜1500℃に加熱する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リン化インジウムと酸化インジウムの混合物を不活性ガスの気流中で石英管状炉により1000℃〜1500℃に加熱することを特徴とするリン化インジウムナノ構造物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願の発明は、リン化インジウムナノ構造物の製造方法に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、エレクトロニクスやオプトエレクトロニクスの分野において応用が期待されているリン化インジウムのナノワイヤー及びナノチューブの新しい製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リン化インジウムのナノワイヤーの合成には次の２つの方法が採用されている。
【０００３】
一つは、金等の金属を含んだリン化インジウムをレーザー加熱する方法であり（たとえば、非特許文献１、２参照）、他の一つは、インジウム、ガリウム等の低融点金属のナノ粒子を触媒としてナノワイヤーを成長させる方法（たとえば、非特許文献３参照）である。
【非特許文献１】X.F.Duan外，アドバンスト・マテリアルズ(Adv. Mater.)，2000年，１２巻，ｐ．298
【非特許文献２】M.S.Gudiksen外，ジャーナル・オブ・フィジカル・ケミストリーＢ(J.Phys.Chem.B)，2001年，105巻，ｐ．4062
【非特許文献３】T.J.Trentler外，サイエンス(Science)，1995年，270巻，ｐ．1791
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この出願の発明は、リン化インジウムのナノワイヤーやナノチューブといったナノ構造物を製造する新しい方法を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、リン化インジウムと酸化インジウムの混合物を不活性ガスの気流中で石英管状炉により1000℃〜1500℃に加熱することを特徴とするリン化インジウムナノ構造物の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
この出願の発明のリン化インジウムナノ構造物の製造方法によれば、リン化インジウムナノ構造物の今までにない新しい製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、実施例を示しつつ、この出願の発明のリン化インジウムナノ構造物についてさらに詳しく説明する。
【０００８】
この出願の発明のリン化インジウムナノ構造物の製造方法は、たとえば次のようにしてリン化インジウムナノ構造物を製造することができる。
【０００９】
まず、リン化インジウムと酸化インジウムの混合物を微粉化し、アルミナボートに入れる。次いで、アルミナボートを石英管状炉に取り付け、アルゴン等の不活性ガスを流しながらアルミナボートを1000℃〜1500℃に加熱する。加熱時間は、0.5時間〜２時間程度と
することができる。そして、出発物質である原料混合物が完全に蒸発すると、石英管の内壁の500℃〜600℃に維持された部分に灰色の粉末が堆積する。この粉末が、リン化インジウムのナノワイヤー及びナノチューブである。
【００１０】
原料混合物におけるリン化インジウムと酸化インジウムの重量比は、１０：0.5〜１０
：４の間とすることができる。酸化インジウムが、リン化インジウムを１０とする重量比で0.5を下回ると、触媒的な作用が弱まり、リン化インジウムナノワイヤーの収量が低下
する。酸化インジウムは、上記の重量比で４で十分にリン化インジウムナノチューブが生成するので、これより多く用いる必要はない。
【００１１】
加熱温度については、温度が高いほど生成する反応ガスの蒸発が十分に行われるようになるが、温度が高すぎると石英管状炉の劣化が起こり、好ましくないため、上限は1500℃とする。下限は、1000℃であり、その理由は、1000℃未満では反応性ガスの蒸発が遅くなるからである。
【００１２】
加熱時間は、出発物質である原料混合物が蒸発し、完全に消失する時間であればよく、おおむね0.5時間〜２時間程度である。
【００１３】
加熱時の不活性ガスの流量は、500ml/min〜2000ml/minの範囲とすることができる。500mi/min未満であると生成ガスの移行に時間がかかり、2000ml/minを超えると移送ガスとしての不活性ガスが余分となる。
【実施例】
【００１４】
レアメタリック社製のリン化インジウム片（純度99.999％）0.5ｇと和光純薬工業（株
）製の酸化インジウム粉末（純度99.9％）0.05ｇの混合物（重量比１０：１）をボールミルを用いて８時間かけて粉砕し、粒子径およそ数ミクロンの微粉にした。この混合粉末をアルミナボートに入れ、アルミナボートを長さ1.2ｍ、直径５cmの石英管状炉の端に挿入
した。アルゴンガスを1000ml/minの流量で石英管の中に流しながら、加熱した。温度が1150℃になった時、アルミナボートを石英管の中央部に移動させた。２時間加熱した後、石英管状炉を室温に冷却した。アルミナボートから２０cm〜２５cm離れた石英管の内壁に灰色の粉末が約２５mg堆積した。粉末が堆積した石英管の内壁の温度は、アルミナボートが1150℃の時、500℃〜600℃であった。
【００１５】
酸化インジウムを0.1ｇ（重量比１０：２）、0.2ｇ（重量比１０：４）に変えた以外はすべて上記と同一の条件で同一の操作を行った。いずれの場合にも、石英管の内壁の500
℃〜600℃に保たれた部分に灰色の粉末が25mg堆積した。
【００１６】
図１、図２、図３に、リン化インジウムと酸化インジウムの重量比を１０：１、１０：２、１０：４にした時に得られた生成物の走査型顕微鏡による観察像を示した。原料混合物の重量比が１０：１及び１０：２の場合の生成物は、図１及び図２に確認されるように、わずかに曲がったナノワイヤーである。その直径は１０ナノメートル〜３０ナノメートルで均一であり、長さは数十マイクロメートルである。原料混合物の重量比を１０：４とした時に得られた生成物は、図３に示したように、直径は約200ナノメートルと太い。ま
た、この生成物には、観察像において暗く写っている部分があり、このことから、充填物が内含されているナノチューブであると理解される。
【００１７】
図４に、原料混合物の重量比を１０：２にした時に得られた生成物のＸ線回折パターンを示した。格子定数ａ＝1.022nmの立方晶系の酸化インジウム、格子定数ａ＝0.588nmの立方晶系のリン化インジウム及び正方晶系のインジウムのピークが見られ、最も強いピークはリン化インジウムである。このことから、生成物はリン化インジウムのナノワイヤーであると判定される。
【００１８】
図５に、原料混合物の重量比が１０：４の時に得られた生成物の透過型電子顕微鏡像を示した。およそ５０％の充填率でナノチューブの内部に充填物が存在している。この充填
物を含む部分のナノチューブのＸ線エネルギー拡散スペクトルを図６に示した。この図６より、充填物はインジウムであると確認される。このことから、原料混合物の重量比が１０：４の時に得られた生成物は、インジウムが内含されているリン化インジウムナノチューブであると理解される。
【００１９】
もちろん、この出願の発明は、以上の実施例によって限定されるものではない。細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
以上詳しく説明したとおり、この出願の発明によって、リン化インジウムナノ構造物の新しい製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】リン化インジウムと酸化インジウムの混合比を重量比で１０：１とし、加熱反応させて得られた生成物の走査型電子顕微鏡による観察像である。
【図２】リン化インジウムと酸化インジウムの混合比を重量比で１０：２とし、加熱反応させて得られた生成物の走査型電子顕微鏡による観察像である。
【図３】リン化インジウムと酸化インジウムの混合比を重量比で１０：４とし、加熱反応させて得られた生成物の走査型電子顕微鏡による観察像である。
【図４】リン化インジウムと酸化インジウムの混合比を重量比で１０：２とし、加熱反応させて得られた生成物のＸ線回折パターンである。
【図５】リン化インジウムと酸化インジウムの混合比を重量比で１０：４とし、加熱反応させて得られた生成物の透過型電子顕微鏡像である。
【図６】リン化インジウムと酸化インジウムの混合比を重量比で１０：４とし、加熱反応させて得られた生成物のＸ線エネルギー拡散スペクトルである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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