(57)【要約】【課題】  新しいナノ構造物を創生すること。【解決手段】  ナノメートルサイズの樹木状構造物の表面にナノメートルサイズの微粒子を付着させる。【選択図】          図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナノメートルサイズの樹木状構造物の表面にナノメートルサイズの微粒子を付着させることを特徴とするナノ樹木/ナノ微粒子複合構造物の作製方法。
【請求項２】
イオンスパッタリング法によりナノメートルサイズの微粒子を付着させる請求項１記載のナノ樹木/ナノ微粒子複合構造物の作製方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のナノ樹木/ナノ微粒子複合構造物の作製方法により作製された
、ナノメートルサイズの樹木状構造物の表面にナノメートルサイズの微粒子が付着しているナノ樹木/ナノ微粒子複合構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ナノ樹木状構造物とナノ微粒子の複合構造物の作製方法と作製されるナノ樹木状構造物とナノ微粒子の複合構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまでに数多くのナノメートルサイズの構造物（ナノ構造物）が創生され、実用化が展望されている。本発明者らも新しい形態を有するナノ構造物を実現している（特許文献１）。
【０００３】
本発明者らが提案しているナノ構造物は、ナノメートルサイズの樹木状構造物（ナノ樹木状構造物）であり、このナノ樹木状構造物は、真空中かつ電磁場中に配置された絶縁体基板の表面付近に原料ガスを導入し、収束かつ走査可能な電子ビームを絶縁体基板の表面に照射することにより絶縁体基板の表面に形成するものである。電子ビームの走査によりナノメートルの精度で絶縁体基板上に描かれるパターンに形成する。ナノ樹木状構造物は、他のナノ構造物に比べ表面積が大きく、したがって、触媒、センサー、量子素子などへの応用が期待されている。
【特許文献１】特開２００５−１１１６４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願発明は、先に提案したナノ樹木状構造物を発展させ、機能性材料としての応用に新たな展望を切り拓く新しいナノ構造物を創生することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願発明は、上記の課題を解決するものとして、第１に、ナノメートルサイズの樹木状構造物の表面にナノメートルサイズの微粒子を付着させることを特徴としている。
【０００６】
本願発明は、第２に、イオンスパッタリング法によりナノメートルサイズの微粒子を付着させることを特徴としている。
【０００７】
本願発明は、第３に、第１または第２の発明により作製される、ナノメートルサイズの樹木状構造物の表面にナノメートルサイズの微粒子が付着しているナノ樹木状構造物とナノ微粒子の複合構造物であることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本願の第１の発明によれば、ナノ樹木状構造物の表面にナノ微粒子が付着した全く新しい形態のナノ構造物が提供される。
【０００９】
本願の第２の発明によれば、ナノ微粒子が効率的に発生し、ナノ樹木状構造物の表面に高い密度で付着する。
【００１０】
本願の第３の発明によれば、より機能的なナノメートルサイズの触媒として、また、センサーや量子素子などとしての適用が考えられ、また、化学、生物、製薬などの分野での利用も考えられる新しいナノ構造物が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
ナノ樹木状構造物は、たとえば、前記特許文献１に記載された方法で作製することができる。すなわち、セラミックス、ガラス、樹脂またはこれらの複合物から形成された絶縁体基板を真空中かつ電磁場中に置き、図１ａに示したように、真空を保ったまま、原料ガスを絶縁体基板の表面に導入する。たとえば、絶縁体基板の表面に向けて配置されたノズルなどを通じて原料ガスを導入することができる。原料ガス導入時の真空度は１×１０−２Ｐａ程度を目安にすることができる。電磁場の強度は、通常、１Ｔ〜１０Ｔの範囲にすることができる。原料ガスには、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｇａ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏなどの金属元素やＳｉ、Ｂなどの半導体元素もしくは半金属元素を含む化合物のガスが例示される。原料ガスは単一のガスまたは複数種の混合ガスとすることができる。
【００１２】
そして、原料ガスを絶縁体基板の表面付近に導入しながら、収束電子ビームを絶縁体基板の表面に照射する。収束電子ビームが照射された絶縁体基板の表面にナノ樹木状構造物が形成する。収束電子ビームについては、加速電圧２００ｋＶ、エネルギー２００ｋｅＶを標準的な条件として例示することができる。照射時間は数秒〜数十分程度とすることができる。絶縁体基板の温度は、通常、室温（５℃〜２２℃）とすることができる。ナノ樹木状構造物は、走査される収束電子イオンビームが照射された絶縁体基板の表面に形成する。したがって、ナノ樹木状構造物の形成はナノメートルの精度で可能である。
【００１３】
この他、ナノ樹木状構造物の作製は、化学合成方法、電気化学蒸着方法などによって行うこともできる。
【００１４】
ナノ樹木構造物の表面にナノ微粒子を付着させる際には、ナノ微粒子の原料となるターゲット材を用い、ターゲット材に対してイオンスパッタリング、真空蒸着などを行うことができる。ナノ微粒子は単一の元素よりなるものの他、複数の元素を含むものなどとすることができる。生成するナノ微粒子は、図１ｂに示したように、ナノ樹木状構造物の表面に分布して付着する。ナノ樹木状構造物とナノ微粒子との複合構造物（ナノ樹木/ナノ微
粒子複合構造物）が得られる。ナノ樹木/ナノ微粒子複合構造物は、より機能的なナノメ
ートルサイズの触媒として、また、センサーや量子素子などとして有効であると考えられ、応用が期待される。また、化学、生物、製薬などの分野での利用も考えられる。
【００１５】
なお、ナノ微粒子の付着をイオンスパッタリング法により行うと、ナノ微粒子の生成が効率よく行われ、高い密度でナノ樹木状構造物の表面にナノ微粒子が付着する。
【実施例】
【００１６】
アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）から形成された絶縁体基板を密閉容器内に配置し、室温に保った。密閉容器内を排気した後、密閉容器内にＷ（ＣＯ）６ガスを導入し、絶縁体基板の表面にＷ（ＣＯ）６ガスを流した。密閉容器内の圧力は１×１０−２Ｐａ以下であった。約１．５Ｔの磁場をかけ、広がりを抑えた電子ビームを絶縁体基板の表面に照射した。電子ビームは、加速電圧２００ｋＶ、エネルギー２００ｋｅＶとして発生させた。照射時間は１５０秒とした。図２の透過電子顕微鏡写真に示されるようなナノメートルサイズの樹木状構造物（ナノ樹木状構造物）が絶縁体基板の表面に形成した。細い枝の直径は３ｎｍ以下であった。形成したナノ樹木状構造物をエネルギー分散型分析装置（ＥＤＳ）を用いて分析した。その結果は図３に示した通りである。原料ガス中に含まれていたＷのピークが主に現れている。このことから、ナノ樹木状構造物はＷから形成されていると判定される。
【００１７】
次いで、密閉容器内にＡｕから形成されたターゲット材を配置し、イオンスパッタリングを行った。イオンスパッタリング装置として日本電子製QUICK Auto Coater JFC 1500を用い、真空度１×１０−１Ｐａ、陽極電圧１ｋＶ、陽極電流７ｍＡ、スパッタリング時間
７秒の条件で行った。
【００１８】
図４の透過電子顕微鏡写真に示されているように、ナノ樹木状構造物の表面に直径約２．１ｎｍのナノ微粒子が分布して付着していることが確認された。付着密度は２．７×１０１２/ｃｍ２であった。得られたナノ樹木状構造物とナノ微粒子との複合構造物をエネ
ルギー分散型分析装置（ＥＤＳ）により分析した。図５はその結果であり、ナノ樹木状構造物を形成するＷに加え、Ａｕのピークが現れている。ナノ樹木状構造物の表面に付着したナノ微粒子はＡｕのナノ微粒子であると判定される。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
以上詳しく説明した通り、本願発明によって、全く新しい形態のナノ構造物が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ａは、ナノ樹木状構造物の作製について示した模式図であり、ｂは、ナノ樹木状構造物の表面にナノ微粒子が付着して形成したナノ樹木/ナノ微粒子複合構造物を示した模式図である。
【図２】実施例で形成したナノ樹木状構造物を示した透過電子顕微鏡写真である。
【図３】実施例で形成したナノ樹木状構造物を、エネルギー分散型分析装置（ＥＤＳ）を用いて分析した結果を示した図である。
【図４】実施例で形成したナノ樹木/ナノ微粒子複合構造物を示した透過電子顕微鏡写真である。
【図５】実施例で形成したナノ樹木/ナノ微粒子複合構造物を、エネルギー分散型分析装置（ＥＤＳ）を用いて分析した結果を示した図である。
【図１】
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【図３】
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【図５】
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【図２】
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【図４】
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