ナノ結晶を製造する方法であって、前記ナノ結晶の先駆物質を少なくとも1種の溶媒中に溶解または混合し、それにより溶液を生成すること、場合により、前記溶液の加熱および圧力の増大のうちの少なくとも一つを行うこと、および前記先駆物質を反応させるか、または前記先駆物質と前記溶液の前記少なくとも1種の溶媒とを反応させ、それにより前記ナノ結晶を形成させること、を含む前記方法。前記ナノ結晶は少なくとも1種の作用剤でキャップされ、それにより前記少なくとも1種の溶媒またはその他の物質の中での前記ナノ結晶の溶解性または分散性を増大させる、請求項1に記載の方法。前記少なくとも1種の作用剤は、少なくとも1種のオルガノシラン、オルガノカルボン酸またはオルガノアルコールを含む、請求項2に記載の方法。前記ナノ結晶をキャップするための前記少なくとも1種の作用剤は溶液の中に含まれる、請求項2に記載の方法。前記ナノ結晶をキャップするための前記少なくとも1種の作用剤を、前記反応が行われる前か、その最中またはその後に、前記溶液と接触させる、請求項4に記載の方法。前記ナノ結晶を精製および/または分離することをさらに含む、請求項1に記載の方法。前記精製および/または分離されたナノ結晶を少なくとも1種のキャッピング剤でキャップして、それにより少なくとも部分的にキャップされたナノ結晶を製造することをさらに含む、請求項6に記載の方法。前記少なくとも部分的にキャップされたナノ結晶を精製および/または分離することをさらに含む、請求項7に記載の方法。前記ナノ結晶をさらなる溶媒と接触させることをさらに含む、請求項6に記載の方法。前記少なくとも部分的にキャップされたナノ結晶をさらなる溶媒と接触させることをさらに含む、請求項8に記載の方法。前記さらなる溶媒は請求項1の少なくとも1種の溶媒を含む、請求項9に記載の方法。前記さらなる溶媒は請求項1の少なくとも1種の溶媒を含む、請求項10に記載の方法。前記ナノ結晶または少なくとも部分的にキャップされたナノ結晶は、さらなる物質の中に分散される、請求項6~12のいずれかに記載の方法。前記さらなる物質はポリマーである、請求項13に記載の方法。請求項1~14のいずれかに記載の方法によって形成されたナノ結晶または少なくとも部分的にキャップされたナノ結晶。フィルムまたはコーティングを形成する方法であって、請求項15に記載のナノ結晶または少なくとも部分的にキャップされたナノ結晶をさらなる物質中に分散させることによって分散液を形成し、そして前記分散液を表面に塗布することを含む方法。前記の塗布することは、回転塗布、噴霧、浸漬、スクリーン印刷、ロール塗り、塗装、印刷、インクジェット印刷、蒸発による堆積、および/または蒸着を含む、請求項16に記載の方法。ナノ複合材を形成する方法であって、請求項15に記載のナノ結晶または少なくとも部分的にキャップされたナノ結晶をさらなる物質と組み合わせて、それによりナノ複合材を形成することを含む方法。前記ナノ結晶または前記少なくとも部分的にキャップされたナノ結晶は、酸化亜鉛、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウムジルコニウム、酸化チタニウムジルコニウムおよび/または酸化イットリウムまたはその他の半導体材料から成る、請求項1~14または16~18に記載の方法。前記少なくとも1種の溶媒は、ベンジルアルコール、フェノール、オレイルアルコール、トルエン、ブタノール、プロパノール、イソプロパノール、エタノール、メタノール、水、プロピレングリコールモノメチルエーテルPGME、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートPGMEA、エチルラクテートEL、および2-プロポキシ-プロパノールPnP、アセトニトリル、アセトン、テトラヒドロフラン、環状ケトン、およびこれらの混合物を含む、請求項1~14または16~18に記載の方法。前記少なくとも1種の作用剤は、n-プロピルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、n-オクチルトリメトキシシラン、n-オクチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、2-メトキシプロピル-トリメトキシシラン、メトキシトリプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-プロピルトリメトキシシラン、3-イソシアナトプロピルトリエトキシシラン、3-イソシアナトプロピルトリメトキシシラン、およびグリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ヘプタノール、ヘキサノール、オクタノール、ベンジルアルコール、フェノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、オレイルアルコール、ドデシルアルコール、オクタデカノール、およびトリエチレングリコールモノメチルエーテル、オクタン酸、酢酸、プロピオン酸、2-2-エトキシ酢酸、オレイン酸、安息香酸、またはこれらの混合物のうちの少なくとも1種を含む、請求項2~5、7、8、10、12~14または16~20のいずれかに記載の方法。前記さらなる物質は、ポリマーであるポリABS、ポリPMMA、セルロイド、セルロースアセテート、ポリEVA、ポリEVOH、フルオロプラスチック、ポリアクリレートAcrylic、ポリアクリロニトリルPAN、ポリアミドPAまたはNylon、ポリアミド-イミドPAI、ポリアリールエーテルケトンPAEK、ポリブタジエンPBD、ポリブチレンPB、ポリブチレンテレフタレートPBT、ポリカプロラクトンPCL、ポリクロロトリフルオロエチレンPCTFE、ポリエチレンテレフタレートPET、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレートPCT、ポリカーボネートPC、ポリヒドロキシアルカノエートPHAs、ポリケトンPK、ポリエステル、ポリエチレンPE、ポリエーテルエーテルケトンPEEK、ポリエーテルケトンケトンPEKK、ポリエーテルイミドPEI、ポリエーテルスルホンPES、ポリエチレンクロリネートPEC、ポリイミドPI、ポリ乳酸PLA、ポリメチルペンテンPMP、ポリフェニレンオキシドPPO、ポリフェニレンスルフィドPPS、ポリフタルアミドPPA、ポリプロピレンPP、ポリスチレンPS、ポリスルホンPSU、ポリトリメチレンテレフタレートPTT、ポリウレタンPU、ポリ酢酸ビニルPVA、ポリ塩化ビニルPVC、ポリ塩化ビニリデンPVDC、ポリSAN、スピンオンガラスSOGポリマー、エタノール中のシロキサンスピンオンポリマー、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートPGMEA、イソプロピルアルコール、またはこれらの溶媒の混合物であるJSRミクロトップコート4-メチル-2-ペンタノール中のNFCTCX014、JSRミクロフォトレジストARF1682J-19、シリコーン、ポリジメチルシロキサンPDMSまたはポリメチルフェニルシロキサン、またはこれらの混合物のようなマトリックス材料を含む、請求項13~21のいずれかに記載の方法。前記少なくとも1種の溶媒はさらに水を含む、請求項1に記載の方法。前記水は1:1から4:1までの範囲の水対先駆物質のモル比で存在する、請求項23に記載の方法。前記ナノ結晶は1nm~5nmの平均のサイズ範囲のものである、請求項24に記載の方法。ここで説明される高品質の半導体金属酸化物のナノ結晶を調製するための合成方法は、金属酸化物の先駆物質を少なくとも1種の溶媒中に混合または溶解し、そして一定の時間にわたって反応させる合成方法を含む。ある場合には、圧力または加熱の使用が必要かもしれない。少なくともZrO2とHfO2のナノ結晶の合成の場合、驚くべきことに、実施例で説明しているように、溶媒に水を添加することによって、水を添加しないで実施する反応よりも小さな粒子が生じる。溶媒に添加する水の量を制御することによって、ナノ結晶の平均の粒子サイズを制御することができる。金属酸化物の先駆物質は、次のようなアルコキシドのうちの1種以上とすることができる:ジルコニウムエトキシドZr4、ジルコニウムn-プロポキシドZr4、ジルコニウムイソプロポキシドZr24、ジルコニウムn-ブトキシドZr4、ジルコニウムt-ブトキシドZr34、ハフニウムエトキシドHf4、ハフニウムn-プロポキシドHf4、ハフニウムイソプロポキシドHf24、ハフニウムブトキシドHf4、ハフニウムt-ブトキシドHf34、チタニウムエトキシドTi4、チタニウムn-プロポキシドTi4、チタニウムイソプロポキシドTi24、チタニウムt-ブトキシドTi34、チタニウムn-ブトキシドTi4、亜鉛エトキシドZn2、亜鉛n-プロポキシドZn2、亜鉛イソプロポキシドZn22、亜鉛ブトキシドZn2;アセテートまたはアセチルアセトネート、例えば、ジルコニウムアセテートZr4、ジルコニウムアセチルアセトネートZr4、亜鉛アセテートZn2、亜鉛アセチルアセトネートZn2、ハフニウムアセテートHf4;ハリドハロゲン化物、例えば、ジルコニウムクロリドZrCl4、ジルコニウムフルオリドZrF4、ジルコニウムヨージドZrI4、ジルコニウムブロミドZrBr4、ハフニウムブロミドHfBr4、ハフニウムクロリドHfCl4、ハフニウムヨージドHfI4、チタニウムクロリドTiCl4、チタニウムブロミドTiBr4、チタニウムヨージドTiI4、チタニウムフルオリドTiF4、亜鉛クロリドZnCl2、亜鉛ブロミドZnBr2、亜鉛ヨージドZnI2、亜鉛フルオリドZnF2、またはその他の有機金属化合物。本開示において有用な溶媒としては、ベンジルアルコール、フェノール、オレイルアルコール、トルエン、ブタノール、プロパノール、イソプロパノール、エタノール、水、プロピレングリコールモノメチルエーテルPGME、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートPGMEA、エチルラクテートEL、および2-プロポキシ-プロパノールPnP、アセトン、テトラヒドロフラン、環状ケトン、およびこれらの混合物がある。場合により、本開示のナノ結晶の表面はオルガノシラン、オルガノアルコールまたはオルガノカルボン酸のような少なくとも1種のキャッピング剤でキャップされる。本開示のオルガノシランの例としては、n-プロピルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、n-オクチルトリメトキシシラン、n-オクチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、2-メトキシプロピル-トリメトキシシラン、メトキシプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-プロピルトリメトキシシラン、3-イソシアナトプロピルトリエトキシシラン、3-イソシアナトプロピルトリメトキシシラン、およびグリシドキシプロピルトリメトキシシランがある。本開示のオルガノアルコールの例としては、ヘプタノール、ヘキサノール、オクタノール、ベンジルアルコール、フェノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、オレイルアルコール、ドデシルアルコール、オクタデカノール、およびトリエチレングリコールモノメチルエーテルがある。本開示のオルガノカルボン酸の例としては、オクタン酸、酢酸、プロピオン酸、2-2-エトキシ酢酸、オレイン酸、安息香酸がある。本開示のキャップされたコロイド状半導体ナノ結晶は、場合により、水、テトラヒドロフラン、エタノール、メタノール、アセトニトリル、PGMEA、PGPE、PGME、環状ケトン、エチルラクテート、アセトン、ナフサ、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、またはこれらの混合物のような溶媒から除去され、そしてこのような溶媒の中に再分散される。半導体ナノ結晶をマトリックスの中に添加して、ナノ複合材を形成することができる。本開示のマトリックス材料としては、ポリABS、ポリPMMA、セルロイド、セルロースアセテート、ポリEVA、ポリEVOH、フルオロプラスチック、ポリアクリレートAcrylic、ポリアクリロニトリルPAN、ポリアミドPAまたはNylon、ポリアミド-イミドPAI、ポリアリールエーテルケトンPAEK、ポリブタジエンPBD、ポリブチレンPB、ポリブチレンテレフタレートPBT、ポリカプロラクトンPCL、ポリクロロトリフルオロエチレンPCTFE、ポリエチレンテレフタレートPET、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレートPCT、ポリカーボネートPC、ポリヒドロキシアルカノエートPHAs、ポリケトンPK、ポリエステル、ポリエチレンPE、ポリエーテルエーテルケトンPEEK、ポリエーテルケトンケトンPEKK、ポリエーテルイミドPEI、ポリエーテルスルホンPES、ポリエチレンクロリネートPEC、ポリイミドPI、ポリ乳酸PLA、ポリメチルペンテンPMP、ポリフェニレンオキシドPPO、ポリフェニレンスルフィドPPS、ポリフタルアミドPPA、ポリプロピレンPP、ポリスチレンPS、ポリスルホンPSU、ポリトリメチレンテレフタレートPTT、ポリウレタンPU、ポリ酢酸ビニルPVA、ポリ塩化ビニルPVC、ポリ塩化ビニリデンPVDC、ポリSAN、スピンオンガラスSOGポリマー例えば、エタノール中のシロキサンスピンオンポリマー、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートPGMEA、イソプロピルアルコール、またはこれらの溶媒の混合物であるJSRミクロトップコート4-メチル-2-ペンタノール中のNFCTCX014、JSRミクロフォトレジストARF1682J-19、およびシリコーン例えば、ポリジメチルシロキサンPDMSおよびポリメチルフェニルシロキサンがある。ナノ結晶の例としては、これらに限定するものではないがCuCl、CuBr、CuI、AgCl、AgBr、AgI、Ag2S、Ag2Te、Al2O3、Ga2O3、In2O3、FeO、Fe2O3、Fe3O4、TiO2、MgO、Eu2O3、CrO2、CaO、MgO、ZnO、MgxZn1-xO、SiO2、Cu2O、Zr2O3、ZrO2、SnO2、ZnS、HgS、Fe2S、Cu2S、CuIn2S2、MoS2、In2S3、Bi2S3、GaP、GaAs、GaSb、InP、InAs、InxGa1-xAs、SiC、Si1-xGex、CaF2、YF3、YSi2、GaInP2、Cd3P2、CuIn2Se2、In2Se3、HgI2、PbI2、ZnSe、CdS、CdSe、CdTe、HgTe、CdHgTe、PbS、BN、AlN、GaN、InN、AlxGa1-xN、Si3N4、ZrN、Y2O3、HfO2、Sc2O3、およびこれらの混合物または合金があり、ここでxは0.01~0.99の間の値とすることができる。本開示はナノ結晶を製造する方法を提供し、この方法は、前記ナノ結晶の先駆物質を少なくとも1種の溶媒中に溶解し、それにより溶液を生成することと、場合により、前記溶液の加熱および圧力の増大のうちの少なくとも一つを行うこと、および前記先駆物質を反応させるか、または先駆物質と溶液の少なくとも1種の溶媒とを反応させ、それによりナノ結晶を形成させること、を含む。ナノ結晶は少なくとも1種の作用剤でキャップされてもよく、それにより少なくとも1種の溶媒またはその他の媒質、または溶媒とその他の媒質との何らかの組み合わせの中でのナノ結晶の溶解性または分散性を増大させる。本開示の方法において、ナノ結晶は、少なくとも1種のオルガノシラン、オルガノアルコールまたはオルガノカルボン酸を含むことのできる少なくとも1種の作用剤でキャップされてもよい。これらのキャッピング剤は、尾部の基が媒質と適合する極性を有するキャッピング剤からなる全体を覆うシェルまたは部分的なシェルによって形成される有効なナノ結晶表面を生成することによって、疎水性または親水性の媒質のような様々な媒質中でのナノ結晶の均一な分散をもたらすだろう。本開示のキャッピング方法は、先駆物質の前記反応が行われる前か、その最中またはその後に、溶液中の少なくとも1種のキャッピング剤でナノ結晶をキャップすることを含むだろう。本開示の方法はさらに、本開示のキャッピング方法を実施する前か、またはその後に、ナノ結晶を精製および/または分離することを含む。本開示の方法は、合成したままのナノ結晶、精製されたナノ結晶、および/または分離されたナノ結晶を少なくとも1種のキャッピング剤でキャップして、それにより少なくとも部分的にキャップされたナノ結晶を製造することを含む。少なくとも部分的に精製された、キャップされたナノ結晶を、本開示の方法に従ってさらに精製および/または分離してもよい。ナノ結晶およびキャップされたナノ結晶は、本開示の方法において、溶媒、ポリマー、またはこれらの何らかの組み合わせのものを含めた物質の中に分散されるだろう。図2はコロイド状の懸濁液を形成することを例示するブロック線図である。この例示される方法において、ナノ結晶が合成され101、少なくとも1種のキャッピング剤でキャップまたはキャップ交換され102、精製され103、そして溶媒またはポリマー溶液と混合される104。本開示はさらに、ナノ結晶の合成またはその他の前に行われたキャップ交換反応から生じたナノ結晶の表面にすでに存在する有機成分またはその他のキャッピング剤を、キャップ交換反応において官能化オルガノシラン、オルガノアルコールおよびオルガノカルボン酸を用いて完全に、または部分的に交換する方法を含む。官能化したキャッピング剤は、コロイド状の半導体ナノ結晶を合成する間に、本開示の態様に従ってコロイド状の半導体ナノ結晶に共有結合する。場合により、半導体ナノ結晶の表面から予め存在する有機成分を酸を用いて除去し、次いで、官能化したキャッピング剤を半導体ナノ結晶の表面に共有結合させることによって、官能化したキャッピング剤は本開示における半導体に共有結合する。予め存在する有機成分を除去するための酸の例としては、例えば、強酸例えばHCl、HNO3、および/またはH2SO4、弱酸例えばH3PO4、および/または有機酸例えば酢酸がある。あるいは、ナノ結晶は、共有結合を形成することなくキャッピング剤で官能化される。本開示は、ここで説明される方法によって製造されたナノ結晶および少なくとも部分的にキャップされたナノ結晶を含む。本開示の方法はさらに、フィルムまたはコーティングを形成する方法を含み、この方法は、本開示のナノ結晶または少なくとも部分的にキャップされたナノ結晶を別の物質中に分散させることによって分散液を形成し、そしてこの分散液を表面に塗布することを含む。塗布の方法としては、回転塗布、噴霧、浸漬、スクリーン印刷、ロール塗り、塗装、印刷、インクジェット印刷、蒸発による堆積、および/または蒸着がある。本開示の方法はナノ複合材を形成することを含み、この方法は、本開示のナノ結晶または少なくとも部分的にキャップされたナノ結晶を別の物質と組み合わせ、それによりナノ複合材を形成することを含む。図3はキャッピング剤101でキャップされ、ポリマーマトリックス103中に分散したナノ結晶102を例示する描写である。本開示の方法はナノ複合材を形成することを含み、この方法は、例えば、硬化、重合、積層、押出し、射出成形、型注入成形、回転塗布、浸漬被覆、はけ塗り、噴霧、および/または印刷によって行われる。本開示はさらに、ナノ複合材の構成要素の均質な混合物を様々な異なる方法を用いて形成する方法を含み、次いで、その構成要素は所望の用途のために適した最終的な複合材料に組み付けられる。本開示のナノ結晶または少なくとも部分的にキャップされたナノ結晶は、酸化亜鉛、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタニウムジルコニウム、酸化ハフニウムジルコニウム、酸化イットリウム、またはその他の半導体材料から形成することができる。本開示の生成物と方法を、以下の非限定的な実施例によって例証する。実施例1ナノ結晶の合成とキャップ形成酸化ジルコニウムZrO2ナノ結晶の合成1~10nmの範囲のサイズを有する酸化ジルコニウムのナノ結晶は、ジルコニウムIVn-ブトキシド、ジルコニウムn-プロポキシド、ジルコニウムイソプロポキシドイソプロパノールまたはジルコニウムエトキシドのような先駆物質から調製することができる。所望の最終生成物によっては、ジルコニウムn-ブトキシドまたはジルコニウムn-プロポキシドは先駆物質として有利に用いられるだろう。典型的な方法において、ジルコニウムアルコキシド先駆物質、例えばこれらに限定するものではないがジルコニウムn-ブトキシド、ジルコニウムn-プロポキシド、ジルコニウムイソプロポキシドイソプロパノールまたはジルコニウムエトキシドを、ベンジルアルコール、フェノール、オレイルアルコール、ブタノール、プロパノール、イソプロパノール、水、テトラヒドロフラン、エタノール、メタノール、アセトニトリル、トルエン、PGMEA、PGPE、PGME、2-メチル-1-プロパノール、またはトリエチレングリコールモノメチルエーテルを含む溶媒または溶媒の混合物と混合し、そしてオートクレーブの中に密閉する。反応混合物を250~350°Cの間の温度まで加熱する。反応混合物が設定温度に達したら、一部は溶媒または溶媒の混合物および/または反応の温度に応じて、20分から24時間までの範囲の時間にわたってその温度を維持する。合成したままの酸化ジルコニウムのナノ結晶を乳白色の懸濁液として回収する。さらなる実施例において、オートクレーブの中に密閉された不活性雰囲気中で、30ミリモルのジルコニウムイソプロポキシドイソプロパノールまたはジルコニウムエトキシドと300ミリリットルのベンジルアルコールの混合物から酸化ジルコニウムのナノ結晶を製造した。反応混合物を10°C/分の加熱速度で350°Cまで加熱した。反応混合物が350°Cに達したときに、その温度を20~60分間維持した。オートクレーブが室温まで冷却した後、合成したままのZrO2のナノ結晶の乳白色の溶液を回収した。さらなる実施例において、45ミリモルのジルコニウムイソプロポキシドイソプロパノールまたはジルコニウムエトキシドと300ミリリットルのベンジルアルコールを混合し、これをオートクレーブに移し、不活性雰囲気中で酸化ジルコニウムのナノ結晶を調製した。反応混合物を10°C/分の加熱速度で300~350°Cまで1~2時間にわたって加熱した。反応の圧力は100~500psiに達する。反応が完了して反応器を室温まで戻した後、合成したままの酸化ジルコニウムのナノ結晶の乳白色の溶液を回収した。先駆物質としてジルコニウムn-ブトキシドを用いる典型的な合成方法は次の通りである:1-ブタノール溶液中の21.58gの80wwジルコニウムIVn-ブトキシドこれは17.26gすなわち45ミリモルのジルコニウムIVn-ブトキシドを含有するをグローブボックスの中で300mlのベンジルアルコールと混合し、次いで、これをガラスの内張りを有するオートクレーブの中に移した。このように構成したものを、酸素と水分による汚染を防ぐためにアルゴン雰囲気の下で密閉した。次いで、オートクレーブを325°Cまで加熱し、この温度で1時間保持し、次いで、室温まで冷却した。合成したままの酸化ジルコニウムのナノ結晶の乳白色の溶液を回収した。ジルコニウムn-ブトキシドは1-ブタノール中の溶液80wwとして用意する。1-ブタノールは、真空下での合成および/または30~50°Cでの加熱下での合成を行う前に、または温度が約100°Cに達したときにオートクレーブの圧力を解放することによって合成を行う間に、あるいは反応が完了した後に、先駆物質から除去することができる。図4は1-ブタノールの除去を行わずに実施した反応から得られたナノ結晶のTEM画像である。ナノ結晶は球形であり、直径が約5nmである。先駆物質としてジルコニウムn-プロポキシドを用いる典型的な合成方法は次の通りである:1-プロパノール溶液中の21.06gの70wwジルコニウムIVn-プロポキシドこれは14.74gすなわち45ミリモルのジルコニウムIVn-プロポキシドを含有するをグローブボックスの中で300mlのベンジルアルコールと混合し、次いで、これをオートクレーブの中に移した。このように構成したものを、酸素と水分による汚染を防ぐためにアルゴン雰囲気の下で密閉した。次いで、オートクレーブを325°Cまで加熱し、この温度で1時間保持し、次いで、室温まで冷却した。合成したままの酸化ジルコニウムのナノ結晶の乳白色の溶液を回収した。ジルコニウムn-プロポキシドは1-プロパノール中の溶液70wwとして用意する。1-プロパノールは、真空下での合成および/または30~60°Cで加熱しながらの合成を行う前に、先駆物質から除去することができる。またそれは、温度が約100°Cに達したときにオートクレーブの圧力を解放することによって合成を行う間に除去することができ、あるいは合成を行った後に除去することができる。反応の前、反応の間、または反応の後に1-プロパノールを先駆物質から除去する反応から得られたナノ結晶は、約5nmのZrO2ナノ結晶となった。これらのナノ結晶は、図5に示すそれぞれのナノ結晶のXRDパターンによって示されるように、同じ結晶構造を有している。反応の前に除去を行って得られたナノ結晶についての図6aと1-プロパノールの除去を行っていないものについての図6bに示すTEM画像の比較に基づくと、1-プロパノールを反応の前または反応の間に除去することによって得られたナノ結晶は、より球形であり、また単分散性が高い。ナノ結晶の質に影響を及ぼすことなく反応の収率を高めるために、用いられる溶媒の量を変えることなく、ジルコニウムイソプロポキシドイソプロパノール、ジルコニウムエトキシド、ジルコニウムn-プロポキシドまたはジルコニウムn-ブトキシドのような先駆物質の濃度を5~20倍増大させることができる。ZrO2ナノ結晶を様々な溶媒および溶媒の混合物の中で合成することができる。合成方法において用いられる溶媒を変化させることによって、ナノ結晶の表面の性質を変化させることができて、そしてある場合には、散乱が最小限になる分散体を得るためのさらなる表面の改質が不必要なほど十分に良好にナノ結晶をキャップすることができる。代替的な溶媒として挙げられるものは、これらに限定するものではないが1-ヘキサノール、オレイルアルコール、オレイルアミン、トリオクチルアミン、およびメチルトリエチレングリコールがある。代替的な溶媒混合物として挙げられるものは、これらに限定するものではないがベンジルアルコールと1-ヘキサノール、オレイルアルコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテルおよびトリオクチルアミンとの混合物がある。疎水性の表面の化学的性質を有するナノ結晶を調製するために、ZrO2を様々な方法で合成してもよい。これは、ナノ結晶の分散体を生成するために疎水性の溶媒を使用することによって利益が得られるような用途のために有用であろう。疎水性の表面を有するZrO2ナノ結晶を製造するための合成方法の例は次の通りである:ZrO2ナノ結晶を合成するための溶媒は、様々な容積比のオレイルアルコールとベンジルアルコールの混合物を含有している。反応を行うためのオレイルアルコール対ベンジルアルコールの容積比は、次のような非限定的な比率の例から選択することができる:1:3、1:1、あるいは純オレイルアルコール。典型的な反応において、3ミリモルのジルコニウムイソプロポキシドイソプロパノールを、10mlの無水ベンジルアルコールと10mlのオレイルアルコールを含む20mlの混合物に不活性雰囲気中で添加する。この混合物を約1時間攪拌する。次いで、反応混合物を不活性雰囲気の下でオートクレーブ反応器に添加する。次いで、反応器を325°Cまで加熱し、そして攪拌しながら1時間にわたって325°Cに維持する。冷却した後、エタノールを用いて溶液からナノ結晶を沈殿させる。ここで説明している典型的な合成方法はオートクレーブ中で行われ、そのときの温度は用いられる溶媒の幾つかのものの沸点よりも高くてもよい。これは100~900psiの範囲の圧力、典型的には約250psiの圧力で行うことができる。ZrO2ナノ結晶の合成において通常存在するであろう高い圧力を排除するために、より高い沸点を有する溶媒または溶媒の混合物を用いてもよい。高い沸点を有する溶媒の非限定的な一つの例は、アルキル化芳香族化合物の混合物であるDowthermMXDowChemicals社製である。DowthermMXは単独で、またはベンジルアルコールのような他の溶媒と組み合わせて用いることができる。ZrO2ナノ結晶の合成のために単独で用いる場合、オートクレーブ反応器中の圧力は100psi未満、そして典型的には20psi未満とする。ベンジルアルコールとDowthermMXの混合物中で行われるZrO2ナノ結晶の合成の典型的な例は次の通りである:100mlのDowthermMX、8.13ミリモルのジルコニウムイソプロポキシドイソプロパノールおよび30mlの無水ベンジルアルコールを、グローブボックス中で250mlのフラスコの中で30分にわたって電磁攪拌機を用いて500rpmで混合する。次いで、混合物を600mlのガラス内張りParrオートクレーブ反応器の中に装填する。次いで、反応器をグローブボックスの中に密閉した。反応混合物を攪拌しながら10°C/分の加熱速度で325°Cまで加熱し、攪拌しながら1時間にわたってこの温度で維持する。室温まで冷却した後、ZrO2ナノ結晶の乳白色の懸濁液を得る。溶媒としてDowthermMXだけを用いる、ZrO2ナノ結晶の合成のための手順の典型的な例は次の通りである:100mlのDowthermMXと3.15gのジルコニウムイソプロポキシドイソプロパノールを、グローブボックス中で250mlのフラスコの中で30分にわたって電磁攪拌機を用いて500rpmで混合する。次いで、混合物を600mlのガラス内張りParr反応器の中に装填する。次いで、反応に移行する前に、反応器をグローブボックスの中に密閉した。反応混合物を攪拌しながら10°C/分の加熱速度で325°Cまで加熱し、攪拌しながら1時間にわたってこの温度で維持する。室温まで冷却した後、ZrO2ナノ結晶の乳白色の懸濁液を得る。あるいは、反応温度よりも高い沸点を有する溶媒の中で、あるいはこれらの溶媒とベンジルアルコールとの混合物の中でZrO2ナノ結晶を合成するために、ジルコニウムIVイソプロポキシドイソプロパノール以外の先駆物質を用いてもよい。これらの代替の先駆物質としては、これらに限定するものではないがジルコニウムIVエトキシド、ジルコニウムIVn-プロポキシド、およびジルコニウムIVn-ブトキシドがある。1~5nmのZrO2ナノ結晶の合成溶媒熱合成を行う間に反応混合物中の水の量を制御することによって、1~5nm、好ましくは1~3nmの平均直径を有するZrO2ナノ結晶を合成することができる。これらの1~5nmの小さなサイズのナノ結晶は、6~10nmの大きなナノ結晶よりも増大した比表面積を得たい場合、あるいは、より小さな物理的寸法が有益であるような用途に用いる場合に望ましいかもしれない。これらのナノ結晶を合成するための実験手順の典型的な例は次の通りである:バイアルの中で、30mlのベンジルアルコールと0.08mlの水4.44ミリモルを1時間攪拌し、そしてグローブボックスの中へ移した。グローブボックスの中で、4.49ミリモルのジルコニウムIVイソプロポキシドイソプロパノールZr4-、~1:1の水対先駆物質の比率をベンジルアルコール溶液とともに4時間攪拌した。先駆物質は溶媒の中に完全に溶解し、そして透明な溶液が得られた。次いで、反応混合物をオートクレーブに移し、その容器の中に密閉した。次いで、反応混合物を攪拌しながら1時間にわたって325°Cに加熱した15分で250°Cまで上昇、3分で265°Cまで上昇、3分で280°Cまで上昇、3分で295°Cまで上昇、3分で310°Cまで上昇、3分で325°Cまで上昇。室温まで冷却した後、白いスラリーとかすかに黄色い溶液を得た。固体のXRDパターンはZrO2のものに適合し、ナノ結晶のTEM画像は粒子のサイズが約3nmであることを示した。図7a、b、cおよびdは、反応混合物中の先駆物質対水のモル比を1:1、1:2、1:3および1:4とした場合のそれぞれから得られたナノ結晶のTEM画像を示す。図7は、水対先駆物質の比率が大きくなると粒子のサイズはいっそう小さくなり、典型的な比率である1:1、1:2、1:3および1:4の中で、1:4の水対先駆物質の比率のときに最も小さな平均粒子サイズ~2nmとなることを示している。あるいは、ジルコニウムIVイソプロポキシドイソプロパノール以外の先駆物質を用いて、1~5nm、好ましくは1~3nmの平均直径を有するZrO2ナノ結晶を合成することができる。これらの代替の先駆物質には、ジルコニウムIVエトキシド、ジルコニウムIVn-プロポキシド、およびジルコニウムIVn-ブトキシドが含まれるだろう。ZrO2ナノ結晶を合成するための、ここで説明している典型的な合成方法の加熱温度と時間については、反応温度を250~350°Cで変化させ、反応時間を20分~24時間で変化させるように調節することができる。合成を完了させるためには、温度範囲の下限で行われる反応においては比較的長い加熱時間を要し、そしてこの温度範囲の上限で行われる反応においては比較的短い時間を要するだろう。酸化チタニウムジルコニウムTiO2ZrO2ナノ結晶の合成ZrO2ナノ結晶を得るための合成方法を修正することによって、ジルコニウム原子とチタニウム原子の両者を含む金属酸化物ナノ結晶を合成することができる。これらのTiO2ZrO2金属酸化物のナノ結晶は、ZrO2とTiO2の化学的性質、物理的性質、または光学的性質の合同またはこれらの何らかの組み合わせを必要とする様々な用途において用いることができる。このTiO2ZrO2の合成のひと組の比限定的な例には、ベンジルアルコール中でのジルコニウム先駆物質をチタニウム先駆物質とジルコニウム先駆物質の両者を含む混合物で置き換えることが含まれる。様々なTi/Zr原子比を有するナノ結晶は、チタニウムとジルコニウムの先駆物質の濃度を互いに相対的に調整し、それと同時に金属先駆物質の全体の濃度を一定に維持することによって製造することができる。このやり方で、Ti:Zrの比率を比限定的な例である1:3、1:2、および1:1の値にして、TiO2ZrO2ナノ結晶を合成することができる。Ti:Zrの比率を1:1としてTiO2ZrO2ナノ結晶を合成するための典型的な手順は次の通りである:15ミリモルのジルコニウムイソプロポキシドイソプロパノールと15ミリモルのチタニウムイソプロポキシドを、不活性雰囲気の下で30mlの無水ベンジルアルコール中に溶解した。次いで、反応混合物を不活性雰囲気の下でオートクレーブ反応器に装填した。反応器を300°Cまで加熱し、そして攪拌しながら1時間にわたって300°Cで維持した。生じたナノ結晶を、エタノールを用いて溶液から沈殿させた。TEM画像によれば、このTiO2ZrO2ナノ結晶は約5nmのサイズを有する。元素分析の結果、サンプル中のTi/Zr原子比は二つの先駆物質の原子比と概ね一致することが確認された。Ti:Zrの比率を1:2としてTiO2ZrO2ナノ結晶を合成するための典型的な手順は次の通りである:20ミリモルのジルコニウムイソプロポキシドイソプロパノールと10ミリモルのチタニウムイソプロポキシドを、不活性雰囲気の下で30mlの無水ベンジルアルコール中に溶解した。次いで、反応混合物を不活性雰囲気の下でオートクレーブ反応器に装填した。反応器を300°Cまで加熱し、そして攪拌しながら1時間にわたって300°Cで維持した。生じたナノ結晶を、エタノールを用いて溶液から沈殿させた。あるいは、ジルコニウムイソプロポキシドイソプロパノールとチタニウムイソプロポキシドの混合物ではないチタニウムとジルコニウムの混合物を用いて、様々な値のxを有するTiO2ZrO2ナノ結晶の合成を行ってもよい。ジルコニウムとチタニウムの先駆物質の混合物は次のものを含んでいてもよい:非限定的なジルコニウム先駆物質の例としてジルコニウムエトキシド、ジルコニウムn-プロポキシド、およびジルコニウムn-ブトキシド、およびチタニウム先駆物質としてチタニウムエトキシド、チタニウムn-プロポキシド、およびチタニウムn-ブトキシド。酸化ハフニウムジルコニウムHfO2ZrO2ナノ結晶の合成一つのナノ結晶の中にジルコニウム原子とハフニウム原子の両者を含む金属酸化物ナノ結晶を合成することができる。2ミリモルのハフニウムイソプロポキシドイソプロパノールと2ミリモルのジルコニウムクロリドを10グラムのトリオクチルホスフィンオキシドと混合することによって、ハフニウム対ジルコニウムの原子比が1:1のHfO2ZrO2酸化物のナノ結晶を不活性雰囲気中で製造することができる。次いで、反応混合物を、不活性雰囲気の下で激しく攪拌しながら10°C/分の加熱速度で100°Cまで加熱する。100°Cで1時間攪拌した後、トリオクチルホスフィンオキシドが溶融し、そして溶融したトリオクチルホスフィンオキシドにハフニウムとジルコニウムの先駆物質が溶解する。次いで、溶液を10°C/分の加熱速度で350°Cまで急速に加熱し、そして2時間にわたって350°Cで維持する。白い粉末が生じ、そして溶液は乳白色になった。2時間後、反応混合物を冷却させる。反応混合物が70°Cに達したとき、アセトンを添加してナノ結晶を沈殿させる。生じた酸化ハフニウムジルコニウムのナノ物質は形が棒状であるすなわちナノロッド。さらなる実施例において、ハフニウム対ジルコニウムの原子比についてある範囲の値を有する酸化ハフニウムジルコニウムのナノ結晶を調製することができる。例えば、1:4のHf:Zr比を有するナノ結晶を次のようにして調製することができる:0.8ミリモルのハフニウムイソプロポキシドイソプロパノール、1.2ミリモルのジルコニウムイソプロポキシドイソプロパノール、2ミリモルのジルコニウムクロリド、および10グラムのトリオクチルホスフィンオキシドを不活性雰囲気中で混合する。供給する順序は任意である。反応混合物を、不活性雰囲気の下で激しく攪拌しながら10°C/分の加熱速度で100°Cまで加熱する。次いで、溶液を10°C/分の加熱速度で350°Cまで急速に加熱し、そして2時間にわたって350°Cで維持する。白い粉末が形成され、そして溶液は乳白色になる。2時間後、反応混合物を冷却させる。反応混合物が70°Cに達したとき、アセトンを添加してHfO2ZrO2ナノ結晶を沈殿させる。沈殿物を遠心分離によってし、そして上澄みをデカントして廃棄する。この再分散-沈殿の手順を4回繰り返す。酸化ハフニウムジルコニウムのナノ物質の形状は、球状から棒状までに及ぶすなわちナノロッド。酸化ハフニウムHfO2ナノ結晶の合成1~10nmの範囲のサイズを有する酸化ハフニウムのナノ結晶は、溶媒熱合成法を用いて不活性雰囲気中で合成される。その合成方法の例は次の通りである:ハフニウムアルコキシド先駆物質例えば、これらに限定するものではないがハフニウムイソプロポキシドイソプロパノールまたはハフニウムエトキシドのサンプルを有機アルコール例えば、これらに限定するものではないがベンジルアルコールまたは2-メチル-1-プロパノールと混合し、そしてオートクレーブの中に密閉した。反応混合物を250~350°Cまで加熱した。反応混合物が設定温度に達した後、その温度を設定時間にわたって維持した。設定時間は20分から24時間までの範囲とすることができる。合成したままの酸化ハフニウムのナノ結晶を乳白色の懸濁液としてした。図8は合成されたHfO2ナノ結晶のTEM画像を示し、これは米状の形を有し、サイズが10nm未満である。本開示の6gの酸化ハフニウムのナノ結晶を製造する方法においては、不活性雰囲気中でハフニウムエトキシドまたはハフニウムイソプロポキシドイソプロパノールの30ミリモルのサンプルを300ミリリットルのベンジルアルコールと混合し、次いで、これをオートクレーブに移す。反応混合物を10°C/分の加熱速度で300~350°Cまで1~2時間にわたって加熱する。反応の間、オートクレーブ内の圧力を500psi未満~35気圧とする。反応時間が経過して反応器を室温まで戻した後、合成したままの酸化ハフニウムのナノ結晶の乳白色の溶液をした。あるいは、反応温度よりも高い沸点を有する溶媒の中で、あるいはこれらの溶媒とベンジルアルコールとの混合物の中でHfO2ナノ結晶を合成するために、ハフニウムIVイソプロポキシドイソプロパノールまたはハフニウムエトキシド以外の先駆物質を用いてもよい。これらの代替の先駆物質としては、これらに限定するものではないがハフニウムIVn-プロポキシド、およびハフニウムIVn-ブトキシドがある。1~5nmのHfO2ナノ結晶の合成溶媒熱合成を行う間に反応混合物中の水の量を制御することによって、1~5nm、好ましくは1~3nmの直径を有するHfO2ナノ結晶を合成することができる。これらの小さなサイズのナノ結晶は、大きなナノ結晶よりも増大した比表面積を得たい場合、あるいは、より小さな物理的寸法が有益であるような用途に用いる場合に望ましいかもしれない。1~5nmのサイズ範囲の酸化ハフニウムのナノ結晶を製造するために水を添加する実験手順の典型的な例は、次の通りである:バイアルの中で30mlのベンジルアルコールと0.1mlの水を3時間攪拌し、次いで、これをドライボックスの中へ移す。ドライボックスの中で、4.45ミリモルのHf42.113gを水とベンジルアルコールの溶液の中で一晩攪拌し、このとき水対ハフニウムイソプロポキシドのモル比を1:1とする。先駆物質は溶媒混合物の中に完全に溶解する。反応混合物をオートクレーブに移し、その容器の中に密閉する。次いで、反応混合物を攪拌しながら1時間にわたって加熱マントルを用いて325°Cに加熱する。室温まで冷却した後、白いスラリーとかすかに黄色い溶液を得る。図9はサイズが2~5nmのナノ結晶のTEM画像を示す。あるいは、ハフニウムイソプロポキシドイソプロパノール以外の先駆物質から出発して、1~5nm、好ましくは1~3nmの直径を有するHfO2ナノ結晶を合成することができる。これらの代替の先駆物質には、これらに限定するものではないがハフニウムエトキシド、ハフニウムn-プロポキシド、およびハフニウムn-ブトキシドが含まれるだろう。ハフニウムアルコキシド対水の比率は1:1から1:4までの範囲とすることができる。HfO2ナノ結晶を合成するための、ここで説明している典型的な合成方法の加熱温度と時間については、反応温度を250~350°Cで変化させ、反応時間を20分~24時間で変化させるように調節することができる。温度範囲の下限で行われる反応においては比較的長い加熱時間を要し、そしてこの温度範囲の上限で行われる反応においては比較的短い時間を要するだろう。酸化亜鉛ZnOナノ結晶の合成オルガノシランでキャップされた酸化亜鉛のナノ結晶を次のようにして製造した。2.7グラムの酢酸亜鉛二水和物を140mlのエタノール中に溶解させ、そして攪拌しながら80°Cまで加熱した。酢酸亜鉛が完全に溶解し、そして溶液が透明になった後、反応混合物を氷水浴の中で冷却した。別のフラスコの中で、水酸化リチウム一水和物の0.72グラムのサンプルを60ミリリットルのエタノールと混合し、そして30分にわたって超音波処理した。この水酸化リチウムとエタノールの溶液を、氷水浴中の酢酸亜鉛二水和物とエタノールの溶液に1秒当り3滴の速度で滴状に添加した。水酸化リチウムとエタノールの溶液の全てを添加した後、反応混合物を室温まで温め、そして1時間攪拌した。メトキシトリメトキシシランの0.25グラムのサンプルを5ミリリットルのエタノールと混合し、次いで、反応混合物に注入した。反応混合物の全体を室温で12時間にわたって攪拌し、これによりオルガノシランでキャップされた酸化亜鉛のナノ結晶が合成した。これらのナノ結晶は球形で、3~6nmの範囲の直径を有していた。さらなる実施例において、大きなサイズ5nm以上で10nm未満の、オルガノシランでキャップされた酸化亜鉛のナノ結晶を次のようにして製造した。2.7グラムの酢酸亜鉛二水和物を140mlのエタノール中に溶解させ、そして攪拌しながら80°Cまで加熱した。酢酸亜鉛が完全に溶解し、そして溶液が透明になった後、反応混合物を氷水浴の中で冷却した。別のフラスコの中で、水酸化リチウム一水和物の0.72グラムのサンプルを60ミリリットルのエタノールと混合し、そして30分にわたって超音波処理した。この溶液を、氷水浴中の酢酸亜鉛二水和物とエタノールの溶液に1秒当り3滴の速度で滴状に添加した。水酸化リチウムとエタノールの溶液の全てを添加した後、反応混合物を60°Cの湯浴の中に置き、そして1時間攪拌した。メトキシトリプロピルトリメトキシシランの0.25グラムのサンプルを5ミリリットルのエタノールと混合し、次いで、反応混合物に注入した。反応混合物の全体を60°Cで12時間にわたって攪拌し、これにより5nm以上で10nm未満の直径を有する、オルガノシランでキャップされた酸化亜鉛のナノ結晶が合成した。オルガノシランでキャップされた酸化亜鉛のナノ結晶を製造する方法が提供される。酢酸亜鉛二水和物の21.28グラムのサンプルを1080mlのエタノール中に溶解させ、そして攪拌しながら80°Cまで加熱する。酢酸亜鉛が完全に溶解し、そして溶液が透明になった後、反応混合物を氷水浴の中で冷却する。別のフラスコの中で、水酸化リチウム一水和物の5.76グラムのサンプルを480mlのエタノールと混合し、そして30分にわたって超音波処理する。この溶液を、氷水浴中の酢酸亜鉛二水和物とエタノールの溶液に滴状に添加する。水酸化リチウムとエタノールの溶液の全てを添加した後、反応混合物を室温まで温め、そして0.5時間攪拌する。メトキシトリプロピルトリメトキシシランの2.0グラムのサンプルを15ミリリットルのエタノールと混合し、次いで、反応混合物に注入する。反応混合物の全体を室温で16時間にわたって攪拌し、これによりオルガノシランでキャップされた酸化亜鉛のナノ結晶が合成する。これらのナノ結晶は球形で、3~6nmの直径を有する。あるいは、エタノールに対して4倍濃縮したメトキシトリプロピルトリメトキシシランを、3~6nmおよび5~10nmのZnOナノ結晶を合成する間に反応混合物に添加し、それにより極性溶媒中でのナノ結晶のキャップ形成度と分散性が増大した。ZnOのナノ結晶を別の液体合成法によって合成することができる。典型的な合成は次の通りである:50ミリモルの酢酸亜鉛二水和物を、フラスコの中の500mlの無水エタノールに添加した。フラスコを水浴の中で80°Cに加熱することによって、酢酸亜鉛は完全に溶解した。これとは別に、200ミリモルの水酸化リチウム一水和物を、125mlのメタノールまたはエタノール中に室温において激しく攪拌することによって溶解させた。次いで、このLiOH溶液を、環流するZn2溶液の中に注いだ。添加の後、加熱を止めて、反応混合物を空気中で20分にわたって冷却した。透明な溶液が生じた。次いで、この溶液を30分にわたって80°Cに再加熱し、それにより白い沈殿物が形成した。4°Cで20分間、4500rpmで遠心分離機にかけることによって沈殿物を溶液から分離し、そしてTHFで洗浄する。生成物のTEM画像を図10に示す。あるいは、ZnOのナノ結晶を製造するために用いられる上の反応において、水酸化リチウム対亜鉛の塩のモル比を1:1.4から1:4までの範囲で変えることができる。あるいは、ZnOのナノ結晶を製造するために用いられる上の反応において、水酸化リチウムの代替物としてKOHまたはNaOHを用いることができる。酸化イットリウムY2O3ナノ結晶の合成酸化イットリウムのナノ結晶が、1グラムのオレイン酸イットリウムと5.96グラムのドデシルアミンから製造された。これらを混合し、そして不活性ガスで10分間パージした。次いで、不活性雰囲気の下で攪拌しながら反応混合物を20分で70°Cまで加熱し、70°Cで20分間維持し、次いで、さらに20分で259°Cまで加熱し、そして259°Cで2時間維持した。次いで、反応混合物を冷却した。70°Cにおいて、反応混合物に20mlのエタノールを添加し、それにより酸化イットリウムのナノ結晶が沈殿した。別の実施例において、20ナノメートルの直径を有する酸化イットリウムのナノディスクディスク形状のナノ結晶が、1グラムのオレイン酸イットリウムと5mlのオレイルアミンの混合物から製造された。これらを混合し、そしてアルゴンなどの不活性ガスで10分間パージした。次いで、不活性ガスの雰囲気下で攪拌しながら反応混合物を20分で70°Cまで加熱し、70°Cで20分間維持し、20分で250°Cまで加熱し、そして最後に250°Cで2時間維持した。次いで、反応混合物を冷却した。70°Cにおいて、反応混合物に20ミリリットルのエタノールを添加し、それにより酸化イットリウムのナノディスクが沈殿した。別の実施例において、10ナノメートルの直径を有する酸化イットリウムのナノディスクが、2グラムのオレイン酸イットリウムと25mlのオレイルアミンから製造された。これらを混合し、そしてアルゴンで10分間パージした。次いで、アルゴンの保護の下で攪拌しながら反応混合物を20分で70°Cまで加熱し、70°Cで20分間維持し、20分で280°Cまで加熱し、そして最後に280°Cで2時間維持した。次いで、反応混合物を冷却した。70°Cにおいて、反応混合物に20ミリリットルのエタノールを添加し、それにより酸化イットリウムのナノディスクが沈殿した。さらなる実施例において、10ナノメートルの直径を有する酸化イットリウムのナノディスクが、2グラムのオレイン酸イットリウムと25mlのオレイルアミンから製造された。これらを混合し、そしてアルゴンで10分間パージした。次いで、アルゴンの保護の下で攪拌しながら反応混合物を20分で70°Cまで加熱し、70°Cで20分間維持し、20分で230°Cまで加熱し、そして最後に230°Cで2時間維持した。次いで、反応混合物を冷却した。70°Cにおいて、反応混合物に20ミリリットルのエタノールを添加し、それにより酸化イットリウムのナノディスクが沈殿した。さらなる実施例において、酸化イットリウムのナノ結晶が、2.15グラムのオレイン酸イットリウムと23グラムのドデシルアミンから製造された。これらを混合し、そして不活性ガスで10分間パージした。次いで、不活性雰囲気の下で攪拌しながら反応混合物を20分で70°Cまで加熱し、70°Cで20分間維持し、次いで20分で259°Cまで加熱し、そして259°Cで2時間維持した。次いで、反応混合物を冷却した。70°Cにおいて、反応混合物に20ミリリットルのエタノールを添加し、それにより酸化イットリウムのナノ結晶が沈殿した。生成物はフレーク薄片状の形を有し、そのフレークは2nmの厚さを有する。実施例2ナノ結晶の表面からの配位子の除去何らかのさらなる変性を可能にする前にナノ結晶の表面にある有機成分またはキャッピング剤を除去するために、合成したままのHfO2およびZrO2のナノ結晶の表面の塩酸処理が必要であるかもしれない。典型的な方法には、合成したままのナノ結晶または精製されたナノ結晶を水中で攪拌することによって浮遊させること、および、この懸濁液を1Mの塩酸溶液を用いて1のpHに調節することが含まれる。塩酸を添加すると、溶液は乳白色の懸濁液から透明な溶液に変化する。反応をさらに進行させるために、溶液を室温において一晩攪拌してもよい。溶液をテトラヒドロフランに添加すると、白い固形物が沈殿する。遠心分離を行った後、沈殿物を回収することができる。粒子をテトラヒドロフラン中に再浮遊させ、次いで混合物を遠心分離して、そして沈殿物を回収するプロセスは、上澄みのpHが5~7の範囲になるまで繰り返してもよい。実施例3ナノ結晶のキャップ交換ZrO2、HfO2およびTiO2ZrO2ナノ結晶のキャップ交換ZrO2、HfO2およびTiO2ZrO2ナノ結晶を合成した後、キャップ交換を行うために、合成したままのナノ結晶を丸底フラスコの中へ移す。生成したままのナノ結晶を溶媒によって、または合成の間に存在する反応副生物によってキャップすることができる。ナノ結晶のキャップ形成分子を交換することは、様々な理由から望ましいだろう。そのような理由としては、これらに限定するものではないが溶媒または何らかのその他のマトリックスの中での分散性の増大、様々な光学的性質の付与、あるいはナノ結晶の表面での様々な化学的性質の付与がある。キャップ交換のプロセスには、合成したままのナノ結晶を溶媒または反応混合物の中で特定の量のキャッピング剤とともに分散または浮遊させることが含まれてもよい。この反応は、キャップ交換を促進するために、高温において、そして特定の長さの時間にわたって実施されてもよい。合成したままのZrO2、HfO2およびTiO2ZrO2ナノ結晶の上でキャップ交換を行うためのキャッピング剤についての非限定的な選択肢としては、メトキシトリプロピルトリメトキシシラン、2-2-エトキシ酢酸、3-プロピルトリメトキシシラン、およびその他のシラン、カルボン酸およびアルコールがある。キャップ交換は、ベンジルアルコールまたはその他の溶媒または溶媒の混合物の中で行うことができる。合成したままのZrO2、HfO2およびTiO2ZrO2ナノ結晶のキャップ交換は、キャッピング剤としてメトキシトリプロピルトリメトキシシランを用いて行うことができる。メトキシトリプロピルトリメトキシシランは、合成したままのナノ結晶反応混合物を収容した反応容器典型的には丸底フラスコの中に注入してもよい。メトキシトリプロピルトリメトキシシラン対合成したままのナノ結晶の重量比は1:5から3:2までの範囲としてよい。次いで、混合物は、短くて10分、長くて3時間の間、80~150°Cまで加熱される。合成したままのナノ結晶の上でのメトキシプロピルトリメトキシシランのキャップ交換のための典型的な手順は次の通りである:5gの合成したままのZrO2、HfO2またはTiO2ZrO2ナノ結晶を含む反応混合物が入った丸底フラスコに、1gのメトキシプロピルトリメトキシシランキャッピング剤を添加した。キャッピング剤の添加を行う間、混合物を連続して攪拌した。懸濁液を80~150°Cまで加熱し、10分~1時間にわたって攪拌し続ける間、この温度に維持した。その後、反応混合物を室温まで冷却した。あるいは、キャッピング剤としてメトキシプロピルトリメトキシシランを用いるZrO2、HfO2およびTiO2ZrO2ナノ結晶のキャップ交換は、合成したままの反応混合物以外のナノ結晶の懸濁液について行ってもよい。同様の反応は、これらに限定するものではないが前もってキャップ交換されたナノ結晶を含む懸濁液、前もって精製された合成したままのナノ結晶を含む懸濁液、酸処理によってキャッピング剤が除去されたナノ結晶を含む懸濁液、および別の溶媒に移されたナノ結晶を含む懸濁液、を含めたナノ結晶の懸濁液について行うことができる。キャップ交換のための代替の溶媒は、これらに限定するものではないが次のものから選択することができる:ベンジルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテルPGME、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートPGMEA、エチルラクテートEL、および2-プロポキシ-プロパノールPnP、アセトン、テトラヒドロフラン、フェノール、オレイルアルコール、トルエン、ブタノール、プロパノール、イソプロパノール、エタノール、水、およびこれらの混合物。合成したままのZrO2、HfO2およびTiO2ZrO2ナノ結晶のキャップ交換は、キャッピング剤として2-2-エトキシ酢酸を用いて行うことができる。2-2-エトキシ酢酸は、合成したままのナノ結晶反応混合物を収容した反応容器典型的には丸底フラスコの中に注入してもよい。2-2-エトキシ酢酸の量は、合成したままのZrO2、HfO2またはTiO2ZrO2ナノ結晶の1グラム当り、少なくて0.4g、多くて1.5gとしてよい。次いで、混合物は20°C程度の低い温度に維持されるか、あるいは50°C程度に加熱されてもよく、その時間は短くて30分、長くて3時間の間である。合成したままのナノ結晶の上で行われる2-2-エトキシ酢酸のキャップ交換反応のための典型的な手順は次の通りである:5gの合成したままのナノ結晶を含む反応混合物が入った丸底フラスコに、2gの2-2-エトキシ酢酸を添加する。添加を行う間、混合物を連続して攪拌する。懸濁液を1時間にわたって攪拌し続ける間、室温に維持する。あるいは、キャッピング剤として2-2-エトキシ酢酸を用いるZrO2、HfO2およびTiO2ZrO2ナノ結晶のキャップ交換は、合成したままの反応混合物以外のナノ結晶の懸濁液について行ってもよい。同様の反応は、これらに限定するものではないが前もってキャップ交換されたナノ結晶を含む懸濁液、前もって精製された合成したままのナノ結晶を含む懸濁液、酸処理によってキャッピング剤が除去されたナノ結晶を含む懸濁液、および別の溶媒に移されたナノ結晶を含む懸濁液、を含めたZrO2、HfO2またはTiO2ZrO2ナノ結晶の懸濁液について行うことができる。キャップ交換反応のための代替の溶媒は、これらに限定するものではないが次のものから選択することができる:ベンジルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテルPGME、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートPGMEA、エチルラクテートEL、および2-プロポキシ-プロパノールPnP、アセトン、テトラヒドロフラン、フェノール、オレイルアルコール、トルエン、ブタノール、プロパノール、イソプロパノール、エタノール、水、環状ケトン、およびこれらの混合物。合成したままのZrO2、HfO2およびTiO2ZrO2ナノ結晶のキャップ交換は、キャッピング剤として3-プロピルトリメトキシシランを用いて行うことができる。3-プロピルトリメトキシシランは、合成したままのナノ結晶反応混合物を収容した反応容器典型的には丸底フラスコの中に注入してもよい。3-プロピルトリメトキシシランの量は、合成したままのナノ結晶の1グラム当り、少なくて0.8g、多くて1.5gとしてよい。次いで、混合物は、短くて30分、長くて1時間の間、120°Cまで加熱される。合成したままのナノ結晶の上で行われる3-プロピルトリメトキシシランのキャップ交換のための典型的な手順は次の通りである:5gの合成したままのZrO2、HfO2またはTiO2ZrO2ナノ結晶を含む反応混合物が入った丸底フラスコに、4gの3-プロピルトリメトキシシランを添加する。キャッピング剤の添加を行う間、混合物を連続して攪拌する。懸濁液を120°Cまで加熱し、1時間にわたって攪拌し続ける間、この温度に維持する。その後、反応混合物を室温まで冷却する。あるいは、キャッピング剤として3-プロピルトリメトキシシランを用いるZrO2、HfO2およびTiO2ZrO2ナノ結晶のキャップ交換は、合成したままの反応混合物以外のナノ結晶の懸濁液について行ってもよい。同様の反応は、これらに限定するものではないが前もってキャップ交換されたナノ結晶を含む懸濁液、前もって精製された合成したままのナノ結晶を含む懸濁液、酸処理によってキャッピング剤が除去されたナノ結晶を含む懸濁液、および別の溶媒に移されたナノ結晶を含む懸濁液、を含めたナノ結晶の懸濁液について行うことができる。キャップ交換反応を行う間にナノ結晶を分散させるための代替の溶媒は、これらに限定するものではないが次のものから選択することができる:ベンジルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテルPGME、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートPGMEA、エチルラクテートEL、および2-プロポキシ-プロパノールPnP、アセトン、テトラヒドロフラン、フェノール、オレイルアルコール、トルエン、ブタノール、プロパノール、イソプロパノール、エタノール、水、環状ケトン、およびこれらの混合物。合成したままのZrO2、HfO2およびTiO2ZrO2ナノ結晶のキャップ交換は、キャッピング剤として3-プロピルトリメトキシシランとメトキシプロピルトリメトキシシランを用いて行うことができる。ZrO2ナノ結晶の典型的なキャップ交換反応は次の通りである:500mgの合成したままのZrO2を5mlのPGMEAの中で25mgの3-プロピルトリメトキシシランと100°Cにおいて1時間にわたって混合した。次いで、この懸濁液に150mgのメトキシプロピルトリメトキシシランを添加し、そして混合物を100°Cにおいてさらに1時間にわたって攪拌した。生成した混合物をヘプタンで洗浄し、そして白い沈殿物を回収した。ZrO2、HfO2およびTiO2ZrO2の合成したままのナノ結晶は、疎水性の溶媒とマトリックス中での分散を促進するためにキャップされてもよい。このキャップ交換プロセスは、合成したままのナノ結晶を、特定の量のキャッピング剤とともに、または比較的疎水性の溶媒中のキャッピング剤とともに分散または浮遊させることを含んでいてもよく、このとき疎水性の溶媒は、これらに限定するものではないがナフサ、トルエン、ヘプタン、ペンタン、デカン、クロロホルムを含めた溶媒から選択される。このキャップ交換反応は、キャップ交換を促進するために、室温または高温において数分から数日の範囲の時間にわたって行ってもよい。合成したままのZrO2、HfO2およびTiO2ZrO2ナノ結晶の表面を疎水性の溶媒および媒質とより適合性にするキャッピング剤として選択するものとしては、これらに限定するものではないがステアリン酸、オレイン酸、およびオクタデシルトリメトキシシランがある。典型的な反応において、2gのオレイン酸を20mlのトルエンの中の2gの合成したままのナノ結晶を含む懸濁液に添加する。キャッピング剤を添加する間、および添加した後、混合物を連続的に攪拌する。反応混合物を数分から数時間の間にわたって反応させ、次いで、精製を行う。合成したままのZrO2、HfO2およびTiO2ZrO2ナノ結晶のキャップ交換は、キャッピング剤としてメトキシポリプロピルトリメトキシシランを用いて行ってもよい。あるいは、キャッピング剤としてメトキシポリプロピルトリメトキシシランを用いるZrO2、HfO2およびTiO2ZrO2ナノ結晶のキャップ交換は、合成したままの反応混合物以外のナノ結晶の懸濁液について行ってもよい。同様の反応は、これらに限定するものではないが前もってキャップ交換されたナノ結晶を含む懸濁液、前もって精製された合成したままのナノ結晶を含む懸濁液、酸処理によってキャッピング剤が除去されたナノ結晶を含む懸濁液、および別の溶媒に移されたナノ結晶を含む懸濁液、を含めたナノ結晶の懸濁液について行うことができる。キャップ交換反応を行う間にナノ結晶を分散させるための代替の溶媒は、これらに限定するものではないが次のものから選択することができる:ベンジルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテルPGME、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートPGMEA、エチルラクテートEL、および2-プロポキシ-プロパノールPnP、アセトン、テトラヒドロフラン、フェノール、オレイルアルコール、トルエン、ブタノール、プロパノール、イソプロパノール、エタノール、水、環状ケトン、およびこれらの混合物。酸化イットリウムのナノ結晶のキャップ交換オルガノシランでキャップされた酸化イットリウムのナノ結晶を、合成したままの酸化イットリウムのナノ結晶およびメトキシプロピルトリメトキシシランを用いるキャップ交換プロセスによって製造することができる。製造したままの酸化イットリウムのナノ結晶とメトキシトリプロピルトリメトキシシランをテトラヒドロフランの中で混合した。次いで、この混合物をオートクレーブの中で2~4時間にわたって200°Cまで加熱した。反応時間が経過した後、混合物を室温まで冷却した。あるいは、このキャップ交換プロセスを、他のオルガノシラン、オルガノカルボン酸およびオルガノアルコールについて行ってもよい。同様の反応は、これらに限定するものではないが前もってキャップ交換されたナノ結晶を含む懸濁液、前もって精製された合成したままのナノ結晶を含む懸濁液、酸処理によってキャッピング剤が除去されたナノ結晶を含む懸濁液、および別の溶媒に移されたナノ結晶を含む懸濁液、を含めたナノ結晶の懸濁液について行うことができる。キャップ交換反応を行う間にナノ結晶を分散させるための代替の溶媒は、これらに限定するものではないが次のものから選択することができる:ベンジルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテルPGME、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートPGMEA、エチルラクテートEL、および2-プロポキシ-プロパノールPnP、アセトン、フェノール、オレイルアルコール、トルエン、ブタノール、プロパノール、イソプロパノール、エタノール、水、環状ケトン、およびこれらの混合物。ZnOナノ結晶のキャップ交換合成を行う間にキャッピング剤を添加することなくZnOナノ結晶が合成される場合、合成が完了した後に、3-プロピルトリメトキシシラン、メトキシトリプロピルトリメトキシシラン、222-メチオキシエチオキシエチオキシ酢酸、またはこれらの物質の組み合わせを用いてナノ結晶をキャップすることができる。222-メチオキシエチオキシエチオキシ酢酸を用いるキャップ形成は、室温において、または超音波処理の補助を用いて、または懸濁液を80°Cまで加熱して、または加熱と超音波処理の両者の組み合わせを用いて、実施することができる。典型的な方法は次の通りである:合成を行った後、4gの合成したままの沈殿物を、丸底フラスコの中でPGMEAの中に再分散させる。この懸濁液に、2gの222-メチオキシエチオキシエチオキシ酢酸を攪拌しながら添加する。次いで、キャッピング反応を補助するために、懸濁液を短時間1分未満の超音波処理にかける。次いで、キャップされたナノ結晶をTHFとヘプタンを用いて沈殿させるこのとき、ナノ結晶:THF:ヘプタンの容積比を1:1:3とする。6500rpmの遠心分離によって沈殿物を回収する。実施例4ナノ結晶の精製合成したままのZrO2、HfO2およびTiO2ZrO2ナノ結晶ZrO2、HfO2およびTiO2ZrO2ナノ結晶のオートクレーブ合成の後に回収された、合成したままの乳白色のナノ結晶の懸濁液を精製することができる。典型的な方法においては、ナノ結晶の懸濁液をエタノールと混合し、そして遠心分離8000rpm、30分を行って、ナノ結晶を分離する。上澄みをデカントして廃棄した後、白い沈殿物を回収する。湿ったナノ結晶を、超音波処理にかけるか、攪拌するか、または振り動かすことによって、追加のエタノール中に浮遊させ、そして懸濁液を再び遠心分離する。エタノールの添加、遠心分離および生じる粉末の回収からなるこれらの再懸濁工程を、さらに4回程度繰り返し、それにより精製されたナノ結晶を得る。疎水性の表面を有するZrO2ナノ結晶ナノ結晶を精製するために、それらをヘキサン中に分散し、次いで、貧溶媒antisolventとしてエタノールを用いて沈殿させる。次いで、生じた混合物を遠心分離にかけ、そしてナノ結晶を回収する。この精製プロセスを3回繰り返し、それによりナフサやヘプタンのような疎水性の溶媒の中で容易に分散するナノ結晶を得る。ZrO2、HfO2およびTiO2ZrO2ナノ結晶合成、キャップ形成および/またはキャップ交換の後に、ZrO2、HfO2およびTiO2ZrO2ナノ結晶を精製するか、またはさらなる精製を行ってもよい。ベンジルアルコールまたはベンジルアルコールとその他の溶媒との混合物の中で合成された後の、ナノ結晶の一つの典型的な精製は次の通りである:THFを反応混合物に、THF対反応混合物の容積比を2:1として添加し、次いで、ヘプタンを、ヘプタン対反応混合物の容積比を7~9対1として添加する。THFとヘプタンに対するナノ結晶懸濁物の反応は、懸濁液中のナノ結晶の濃度に基づいて調節してもよい。これによりナノ結晶が沈殿し、次いで、これを遠心分離にかける。遠心分離と上澄みのデカントを行った後、追加の量のTHFまたはPGMEAを添加してナノ結晶を分散させ、次いで、ヘプタンを添加する。ヘプタン対THFまたはPGMEAの比率は2:1または3:1としてよい。超音波処理、遠心分離およびデカンテーションのサイクルを2~5回繰り返し、それによりナノ結晶は精製される。ZnOナノ結晶合成したままの、キャップおよび/またはキャップ交換された酸化亜鉛のナノ結晶を精製し、あるいはさらに精製することによって、極性溶媒中で光学的に透明な懸濁液を得ることができる。このプロセスにより、合成反応またはキャップ交換反応の副生物の少なくとも一部が除去される。ZnOナノ結晶を精製するための典型的な方法は次の通りである:エタノール中に酸化亜鉛ナノ結晶が存在する200mlの懸濁液~1gのZnOを400~500ミリリットルのヘプタンと混合して白い沈殿物を形成させ、これを遠心分離によって回収し、次いで、上澄みをデカントして廃棄する。次いで、20~60ミリリットルのエタノールのサンプルを用い、5分間の超音波処理を行って溶液中に白い沈殿物を再分散させ、そして40~50ミリリットルのヘプタンのサンプルを再び用いて生成物を沈殿させた。白い沈殿物を遠心分離によって回収した後、上澄みの二回目のデカンテーションと廃棄を行った。エタノールによる再分散とヘプタンによる沈殿の手順をさらに二回繰り返し、それにより精製されたナノ結晶が得られた。さらなる実施例において、キャップされた酸化亜鉛のナノ結晶を精製することによって、再分散可能な乾燥粉末を得た。エタノール中にオルガノシランでキャップされた酸化亜鉛ナノ結晶が存在する200mlの懸濁液~1gのZnOを400~500ミリリットルのヘプタンと混合して、白い沈殿物を形成させた。この白い沈殿物を遠心分離によって回収し、次いで、上澄みをデカントして廃棄した。次いで、20mlのエタノールのサンプルを用い、5分間の超音波処理による補助を行って白い固形物を再分散させた。40~50mlのヘプタンを再び用いて生成物を沈殿させた。白い沈殿物を遠心分離によって回収し、そして上澄みの二回目のデカンテーションと廃棄を行った後、エタノールによる再分散とヘプタンによる沈殿の手順を好ましくはさらに二回繰り返した。次いで、この洗浄されたオルガノシランでキャップされたZnOナノ結晶に5mlのペンタンのサンプルを添加し、そして5分にわたって超音波処理を行った。次いで、得られた混合物を再び遠心分離にかけ、沈殿物を再び回収した。上澄みを廃棄した後、固形物を空気中または真空下で乾燥させ、それによりZnOナノ結晶の粉末である乾燥した白い沈殿物を得た。極性溶媒中で光学的に透明な懸濁液を得るために、合成したままの、オルガノシランでキャップされた酸化亜鉛ナノ結晶を精製する別の方法が提供される。調製された、エタノール中にオルガノシランでキャップされた酸化亜鉛ナノ結晶が存在する1.6Lの懸濁液8gを超えるZnOを含有を3.2~4.0Lのヘプタンと混合させると、白い沈殿物が形成する。この白い沈殿物を遠心分離によって回収し、次いで、上澄みをデカントして廃棄する。次いで、60mlのエタノールのサンプルを用い、5分間の超音波処理による補助を行って白い沈殿物を再分散させる。120~150mlのヘプタンを再び用いて生成物を沈殿させる。白い沈殿物を遠心分離によって回収し、そして上澄みの二回目のデカンテーションと廃棄を行った後、8g以下のオルガノシランでキャップされたZnOナノ結晶を得る。さらに高い純度を達成するために、エタノールによる再分散とヘプタンによる沈殿の手順をさらに二回繰り返すと、白い沈殿物が得られる。Y2O3ナノ結晶合成したままのY2O3ナノ結晶の精製は次の通りである:反応混合物に4:1の容量の割合でエタノールを添加して、合成したままの反応混合物を沈殿させた。懸濁液を9000rpmで20分にわたって遠心分離し、その後、上澄みをデカントし廃棄して、沈殿物を回収した。次いで、この沈殿物を2mlのクロロホルム中に1分を超える超音波処理によって浮遊させ、そして2mlのエタノールを添加することによって再沈殿させた。懸濁液を9000rpmで30分にわたって遠心分離し、その後、上澄みを再びデカントし廃棄して、沈殿物を回収した。沈殿物を3mlのヘキサン中に2分を超える超音波処理によって分散させ、そして2mlのエタノールを用いて再沈殿させ、上澄みをデカントし廃棄して、沈殿物を回収した。ヘキサンとエタノールを用いるこの再分散と沈殿の手順をもう一度繰り返した。この精製の手順の後に、酸化イットリウムのナノ結晶をクロロホルム、ヘキサン、トルエンおよびテトラヒドロフランのような幾つかの溶媒の中に分散させることができる。キャップ交換反応の後のY2O3ナノ結晶の精製は次の通りである:ペンタンを用いてナノ結晶を沈殿させ、そして9000rpmで20分にわたって遠心分離した。沈殿物をテトラヒドロフランの中に再分散させ、ヘキサンを用いて沈殿させ、そして9000rpmで20分にわたって遠心分離し、それにより過剰なキャッピング剤と副生物を除去した。この沈殿物は、テトラヒドロフラン、クロロホルムおよびトルエンのような様々な溶媒、およびヘキサンとエタノールのような溶媒の混合物の中に分散させることができる。実施例5ナノ複合材の形成キャップされたZnOナノ結晶とポリマーからのナノ複合材の懸濁液とナノ複合材層の形成白色の沈殿物またはナノ結晶の粉末の形態の、キャップされて精製されたZnOナノ結晶を、例えばこれらに限定するものではないがテトラヒドロフラン、エタノール、メタノール、アセトニトリル、PGMEA、PGME、PGPE、エチルラクテート、環状ケトン、およびアセトンを含めた、多くの極性溶媒の中に分散させ、それにより光学的に透過性の懸濁液を形成することができる。これらの光学的に透過性の懸濁液を様々なポリマー溶液と混合して、溶媒の混合を用いて、均一に分散したZnO/ポリマーのナノ複合材を形成することができる。ナノ結晶のための分散溶媒は、キャッピング剤とポリマーの化学的適合性に基づいて選択してもよい。ナノ結晶とポリマーの両者を分散させるのに適した溶媒系が好ましい。所望のナノ結晶対ポリマーの比率の複合溶液を形成するために、選択された溶媒の中に分散されるナノ結晶は、別個に調製されるポリマーの溶液であって、好ましくは同じ溶媒または異なる溶媒、または選択された溶媒と相溶する溶媒を組み合わせたものの中にポリマーが存在するような溶液と混合される。これらのポリマーとしては、これらに限定するものではないがPMMA、JSRトップコート、JSRMicroカリフォルニア州の銘柄のアクリレートをベースとするフォトレジスト、HoneywellスピンオンガラスポリマーHoneywellElectronicMaterials社カリフォルニア州のシリコンをベースとするポリマー、PEOポリエチレンオキシド、エポキシ樹脂、シリコーン例えばポリジメチルシロキサンPDMSおよびポリメチルフェニルシロキサン、およびエポキシ樹脂がある。ナノ複合材の懸濁液を形成するための典型的な方法は、精製されてキャップされたZnOナノ結晶の粉末の38ミリグラムのサンプルを、0.5グラムのHoneywellElectronicMaterialHEM社製のスピンオンガラスSOGポリマーとエタノールの溶液HWSOG、固体含有量は1~5重量と混合することである。この混合物を30分にわたって超音波処理することによって、光学的に透過性の懸濁液が得られた。同様に、エポキシポリマーまたはアクリルポリマーまたはスピンオンガラスと5nmの平均サイズを有するZrO2ナノ結晶とを用いて、高度に透過性のフィルムが得られた。ナノ結晶の重量での添加量は0.01パーセントから90パーセントまで変えることができ、それにより光学的に透過性の懸濁液とフィルムが得られる。3~4nmの平均の粒子サイズを有するキャップされたZnOナノ結晶をエタノール中のSOGと混合させた懸濁液を用い、得られるナノ複合材のフィルムの均一性を確認するために、懸濁液を2インチの石英ディスクの上に500rpmの回転速度で回転塗布することによって、ナノ複合材のフィルムを調製した。紫外線~可視光分光分析を用いて、三つの半径方向に沿う様々な点において、フィルムの光学濃度OD吸光度を測定した。ディスクの中心を0mmとして、その中心から0、3、5、8、12、16、および20mmの点において測定を行った。励起子ピークは330nmにおいて最大を示し、330nmにおけるODの偏差は全ての測定について2.0未満であった。エタノール中でSOGと混合させた、キャップされたZnOナノ結晶の懸濁液も用いて、三つの1インチの石英ディスクの上にそれぞれ300、500および700rpmでフィルムを回転塗布した。残留するエタノールを除去するために、これらのフィルムを80°Cで1分にわたって空気中で焼成した。得られたフィルムは目視的に透明であり、明白な霞またはくすみはなかった。SOGポリマーナノ複合材中のZnOナノ結晶の公称の含有量は、ナノ複合材の組成から計算して、72.0重量と測定された。図11は得られたフィルムの紫外線~可視光スペクトルを示す。これらのナノ複合材フィルムは全て、最大で約330nmの波長のバンドギャップを有し、これはZnOの励起子ピークに相当する。フィルムを塗布するときの回転速度を300rpmから700rpmに増大させると、フィルムの厚さが減少するために、フィルムの光学濃度OD吸光度は低下した。ナノ複合材フィルムは可視光の波長において高度に透過性であり、このことは350nm以上で散乱が無いことと、紫外線~可視光スペクトルにおける先鋭な励起子ピークの存在によって示される。ナノ複合材を形成する方法は、本開示の精製されてキャップされた酸化亜鉛のナノ結晶をテトラヒドロフランの中でPMMAと溶媒混合することを含む。精製されてキャップされたZnOナノ結晶をテトラヒドロフランの中に分散させ、次いで、PMMAとTHFの溶液と混合させた。図12は、CuTEMグリッドの上に回転塗布したナノ複合材のTEMを示す。TEM画像上のスケールバーは10nmであり、4~5nmのキャップされたZnOナノ結晶は、何らの凝集物も形成することなくPMMAのマトリックスの中に均一に分散している。挿入写真は、ナノ複合材の中の単一のナノ結晶の接近写真を示す。PMMAとTHFの溶液の中に分散させた、オルガノシランでキャップされたZnOナノ結晶を用いて、2インチのシリコンウェハの上に500rpmの回転速度で回転塗布することによって、ナノ複合材のフィルムを調製した。フィルムの厚さの測定をDektak側面計によって行った。この測定において、フィルムの厚さを判定するためにフィルム上に間欠的な引掻き傷を作った。1mmの距離を測定し、それにより300nm以下の均一なフィルム厚さと、この範囲での3未満の厚さの変動が示された。本開示のナノ複合材を形成する方法の別の例は、本開示の精製されてキャップされた酸化亜鉛のナノ結晶をテトラヒドロフランの中でエポキシポリマーとともに分散させることを含む。500mgの、精製されてオルガノシランでキャップされたZnOナノ結晶を、2mlのテトラヒドロフランの中に分散させ、そして1.5gのエポキシであるEPON登録商標樹脂862ビスフェノールFのジグリシジルエーテルこれは低粘度の液体エポキシ樹脂であるおよび0.3gのEpikure登録商標W硬化剤EpikureWはエポキシ樹脂のための芳香族ジアミン硬化剤であると混合させた。混合物を型の中に移し、12時間硬化させ、次いで、150°Cで3時間にわたって後硬化させた。本開示のナノ複合材を形成する方法の別の例は、EPON862樹脂を硬化剤Wまたは硬化剤3295と、5:1の重量比で手作業で混合させることを含む。次いで、この混合物に、メトキシトリプロピルトリメトキシシランでキャップされたZnOまたはZrO2を添加する。ナノ結晶対エポキシ混合物の重量比は1:1000から10:1までの範囲とすることができる。ナノ結晶とエポキシ樹脂の混合物の粘度を低下させるために、少量の複合材混合物の200重量以下のTHFを添加した。次いで、混合物を、超音波浴の中で、またはHielscherUP200S超音波処理プローブを用いて、5分未満にわたって超音波処理する。超音波処理の後、次いで、2グラム~4グラムの複合材混合物をアルミニウムの皿直径4cm、これは成形型として機能するの中に注いだ。次いで、この皿を真空オーブンの中に置いた。THFと気泡を除去するために真空を適用した。次いで、オーブンを真空下で80°Cまで一晩10時間未満加熱した。得られた複合材を、さらに3時間にわたって150°Cで後硬化させ、そして真空オーブンから取り出した。本開示のナノ複合材を形成する方法の別の例は次の通りである:エポキシ樹脂のEPON862と硬化剤3274を、10:4の重量比で手作業で予備混合した。次いで、3-プロピルトリメトキシシランでキャップされたZrO2ナノ結晶をエポキシ樹脂に0.01~99.99重量の添加量で添加する。ナノ結晶とエポキシ樹脂の混合物の粘度を低下させるために、少量の複合材混合物の200重量以下のアセトンを添加した。次いで、混合物を、超音波処理浴の中で、またはHielscherUP200S超音波処理プローブを用いて、5分未満にわたって超音波処理する。次いで、2グラム~4グラムのこの混合した複合材混合物をアルミニウムの皿直径4cm、これは成形型として機能するの中に注いだ。次いで、この皿を真空オーブンの中に置いた。アセトンと気泡を除去するために真空を適用した。得られた複合材を24時間にわたって室温で硬化させ、そして真空オーブンから取り出した。3-プロピルトリメトキシシランでキャップされたナノ粒子とエポキシの複合材フィルムを回転塗布するための典型的な手順は次の通りである:エポキシ樹脂のEPON862と硬化剤3274を、10:4の重量比で手作業で予備混合した。次いで、所望の量のキャップされたナノ結晶をエポキシ樹脂に1~99.99重量の添加量で添加する。アセトンを添加し、それにより適当な固形分含有量10重量から50重量までの範囲を有する回転塗布溶液を調製した。次いで、混合物を超音波処理浴の中で5分にわたって超音波処理する。次いで、この溶液を回転塗布のために直接用いることができる。回転速度を変えることによって、数百ナノメートルから数マイクロメートルまでの範囲の様々なフィルム厚さを得ることができる。本開示のナノ複合材を形成する別の例は、本開示の精製されてキャップされた酸化亜鉛のナノ結晶をJSRMicroIncからのフォトレジストと溶媒混合することを含む。精製されてキャップされたZnOナノ結晶をPGMEAの中に分散させて、透明な懸濁液を形成し、そしてこの懸濁液とJSRフォトレジスト溶液を混合した。表面上に回転塗布した後に、得られる懸濁液はナノ複合材フィルムを形成する。さらなる実施例において、本開示のナノ複合材は、本開示の精製されてキャップされた酸化亜鉛のナノ結晶をJSRMicroIncからのトップコートポリマーと溶媒混合することによって形成される。精製したままの、オルガノシランでキャップされたZnOナノ結晶を、JSRトップコートポリマー溶液中の溶媒でもある4-メチル-2-ペンタノール中に分散させた。ナノ結晶の懸濁液をそのトップコート溶液と混合することによって分散液を形成した。その分散液は、表面上への回転塗布によってナノ複合材フィルムを形成するために用いることができる。本開示の方法は、精製されてキャップされた酸化亜鉛のナノ結晶を水中で分散させることを含む。精製した後のZnOの湿潤した沈殿物を水と混合することによって、精製されてキャップされたZnOナノ結晶を水中で分散させ、超音波処理することによって透明な懸濁液を形成した。この懸濁液をJSR水性トップコート溶液と混合したNFC545-34。さらなる実施例において、メトキシトリプロピルトリメトキシシランでキャップされたHfO2ナノ結晶をエタノール中に分散させて懸濁液を形成し、そしてこの懸濁液をSOGとエタノールの溶液と混合することによって、本開示のナノ複合材を形成する。図13は、CuTEMグリッドの上に懸濁液を回転塗布することによって調製されたナノ複合材のTEM画像を示す。この図の挿入図はナノ結晶の接近写真を示す。これらの画像は、4~5nmの米の形状のHfO2ナノ結晶がSOGマトリックスの中に均一に分散していて、目視できる凝集物は形成されていないことを示す。本開示のナノ複合材を形成するためのさらなる実施例は、本開示のメトキシトリプロピルトリメトキシシランでキャップされたZrO2ナノ結晶およびアクリレートをベースとするポリマーを、PGMEAとPGMEの混合物の中で分散させ、それによりナノ複合材の懸濁液を形成することを含む。この懸濁液のフィルムは、石英ディスクとシリコンウェハの上に回転塗布することによって製造される。ポリマーマトリックス中のナノ結晶の含有量は80重量以下である。フィルムは、ナノ複合材の懸濁液を200nmのフィルターに通してろ過した後に製造される。図14は、懸濁液を石英ディスクの上に回転塗布することによって調製されたナノ複合材フィルムの表面粗さを示すAFM画像を示す。このフィルムについての二乗平均平方根RMSの粗さの値は0.521nmであった。現場insitu重合メチルメタクリレートMMAと3-プロピルトリメトキシシランで少なくとも部分的にキャップされたナノ結晶の現場重合によって、ZrO2ナノ結晶とポリメチルメタクリレートのナノ複合材を調製することができる。このナノ複合材の典型的な合成手順は次の通りである:500mgのMMAと2mgのAlBNを9gのトルエン中に溶解させ、その溶液を100°Cまで加熱する。3-プロピルトリメトキシシランとメトキシトリプロピルトリメトキシシランの両者の混合物でキャップされた0.5gのZrO2ナノ結晶を1gのTHFの中に分散させる。この分散液をMMAとトルエンの溶液の中に滴状に添加する。混合物を16時間にわたって100°Cに維持する。反応混合物はわずかに不透明である。得られる沈殿物をメタノールを用いて貧溶媒沈殿法によって回収する。次いで、沈殿物をTHFの中に再分散させ、それにより12重量の分散液を形成する。生成物の熱重量分析TGAによれば、この分散液の固形物含有量の約38重量はキャッピング剤とPMMAからのものである。ZrO2ナノ結晶とポリメチルメタクリレートの現場重合によって形成されるナノ複合材の別の例は次の通りである:9gのトルエンを100°Cまで加熱する。3-プロピルトリメトキシシランとメトキシトリプロピルトリメトキシシランでキャップされた0.5gのZrO2ナノ結晶、0.5gのMMAおよび2mgのAlBNを1gのTHFに添加する。この混合物を熱くしたトルエンの中に滴状に添加する。混合物を16時間にわたって100°Cに維持すると、反応混合物はわずかに不透明となる。得られるナノ複合材をメタノールを用いて貧溶媒沈殿法によって回収する。次いで、沈殿物をTHFの中に再分散させ、それにより5重量の分散液を形成する。生成物のTGAによれば、この分散液の固形物含有量の約31重量はキャッピング剤とPMMAによるものである。