Letter

界面活性剤によるZintlクラスターの自己集合により作製した六方対称性ナノ多孔質ゲルマニウム

Nature 441, 7097 doi: 10.1038/nature04891

界面活性剤テンプレート法は、さまざまな酸化物系材料からナノ多孔質無機構造体の作製に活用されるという成功を収めている。無機前駆体分子と両親媒性有機分子の共集合によってまず無機物の縮合が起こり、堅固なアモルファス骨格が形成される。次にテンプレートの除去により、メソ多孔質固体が生成される。同様の方法で周期的構造をもつさまざまな界面活性剤/半導体および界面活性剤/金属複合体も作製されてきたが、残念ながら非酸化物半導体相についてはほとんどすべての場合、界面活性剤を除去して多孔質材料を作製することができない。本論文では、界面活性剤による可溶性Zintlクラスターの自己集合を用いてアモルファスGeやGe/Si合金などのよく知られた半導体の周期性ナノ多孔質体の作製が可能であることを示す。我々の方法では、ナノ材料合成での使用が確立された化合物であるアニオン性Ge94-クラスターの誘導体を使用する。さらに、これらの材料はサイズが小さく、表面積が大きく、化学的性質が容易に操作できるために、表面種の吸着あるいは無機骨格の元素組成の変更によって、量子閉じ込めを通じたナノ多孔質半導体の光学特性の調整が可能である。これらの材料では半導体表面が露出しており、さまざまな化学種が接近しやすいため、それらと相互作用できる可能性があり、最終的には新型センサーなどの新規ナノ構造デバイスの創出につながるかもしれない。

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