纳米晶体的排列方法、纳米晶体结构体的制作方法、纳米晶体结构体形成基板及纳米晶体结构体形成基板的制造方法技术

本发明专利技术的一个方式的纳米晶体的排列方法具有以下工序：第1工序，将钛酸钡纳米晶体和/或钛酸锶纳米晶体和非极性溶剂加入容器中；第2工序，从容器内采集含有钛酸钡纳米晶体和/或钛酸锶纳米晶体的上清液；第3工序，通过将具有凹凸结构的基板浸渍于所述上清液并捞起，利用毛细管现象将所述上清液涂布于所述凹凸结构表面，使所述纳米晶体在所述凹凸结构上排列。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纳米晶体的排列方法、纳米晶体结构体的制作方法、纳米晶体结构体形成基板及纳米晶体结构体形成基板的制造方法
本专利技术涉及纳米晶体的排列方法、纳米晶体结构体的制作方法、纳米晶体结构体形成基板及纳米晶体结构体形成基板的制造方法。本申请基于2014年10月17日在日本申请的日本特愿2014-212666号主张优先权，在此引用其内容。
技术介绍
纳米晶体(nanocrystal)表现出由尺寸所带来的特征性物性，期待着作为新型材料的应用。特别是报道了：在具有作为铁电体(ferroelectrics)的钛酸钡(BaTiO3、BT)与作为顺电体(paraelectrics)的钛酸锶(SrTiO3、ST)的异质界面的BT/ST人工超晶格薄膜中，表现出非常高的介电特性(非专利文献1)。如果能够将这些异质界面三维地自下而上形成，则可以期待表现出更高的物性。现有技术文献非专利文献非专利文献1：T.Tsurumietal.,Sci.Technol.Adv.Mat.,5,425-429(2004).非专利文献2：S.Adireddy,C.Lin,B.Cao,W.Zhou,andG.Caruntu,Chem.Mater.,22,1946-1948(2010)非专利文献3：K.Fujinami,K.Katagiri,J.Kamiya,T.Hamanaka,andK.Koumoto,Nanoscale,2,2080-2083(2010)
技术实现思路
专利技术所要解决的课题非专利文献2中报道了一种合成钛酸钡纳米晶体的方法。非专利文献3中报道了一种合成钛酸锶纳米晶体的方法。为了将这些包含纳米立方体的纳米晶体应用于电子器件等，期望建立在基板上排列纳米晶体的技术。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种使纳米晶体排列在基板上的新型的纳米晶体的排列方法、在基板上制作由纳米晶体形成的结构体的新型的纳米晶体结构体的制作方法、用由纳米晶体形成的结构体包覆了基板而成的纳米晶体结构体形成基板、以及纳米晶体结构体形成基板的制造方法。用于解决课题的技术方案本专利技术人等为了实现上述目的而进行了深入研究。其结果发现，通过在对下述溶液进行离心分离而得到的上清液中浸渍具有凹凸结构的基板并捞起，纳米晶体因毛细管现象而沿凹凸结构排列，所述溶液是使钛酸钡纳米晶体、钛酸锶纳米晶体、或者钛酸钡纳米晶体及钛酸锶纳米晶体分散于非极性溶剂而得到的。为了实现上述目的，本专利技术提供以下方法。(1)本专利技术的一个方式的纳米晶体的排列方法具有以下工序：第1工序，将钛酸钡纳米晶体和/或钛酸锶纳米晶体和非极性溶剂加入容器中；第2工序，从所述容器内采集含有钛酸钡纳米晶体和/或钛酸锶纳米晶体的上清液；第3工序，通过将具有凹凸结构的基板浸渍于所述上清液并捞起，利用毛细管现象将所述上清液涂布于所述凹凸结构表面，使所述纳米晶体在所述凹凸结构上排列。(2)在上述(1)所述的纳米晶体排列方法中的所述第2工序中，所述上清液可以是将所述容器供于离心分离而得到的。(3)在上述(2)所述的纳米晶体的排列方法中，在所述钛酸钡纳米晶体和/或钛酸锶纳米晶体是通过在溶液中合成后于第1旋转条件下对该溶液进行离心分离并回收沉淀物而得到的情况下，在所述第2工序中，将所述容器进行离心分离时的旋转条件可以与所述第1旋转条件不同。(4)在上述(1)～(3)中任一项所述的纳米晶体的排列方法中，在加入到所述容器前的所述钛酸钡纳米晶体和/或钛酸锶纳米晶体的表面可以附着有有机羧酸。(5)在上述(1)～(4)中任一项所述的纳米晶体的排列方法中，所述非极性溶剂可以为均三甲苯(1,3,5-三甲基苯)。(6)在上述(1)～(5)中任一项所述的纳米晶体的排列方法中，捞起所述基板的速度可以为10nm/秒～100nm/秒。(7)在上述(1)～(6)中任一项所述的纳米晶体的排列方法中，所述凹凸结构具有直线状、曲线状和/或点状的凹部，其最短宽度及深度可以为0.01μm以上且1mm以下。(8)在上述(1)～(7)中任一项所述的纳米晶体的排列方法中，所述凹凸结构可以由不溶于所述非极性溶剂的高分子膜形成。(9)可以对通过上述(1)～(8)中任一项所述的纳米晶体的排列方法使纳米晶体排列后的所述具有凹凸结构的基板进一步重复实施1次或多次第3工序。(10)本专利技术的一个方式的纳米晶体结构体的制作方法具有以下工序：第1工序，将钛酸钡纳米晶体和/或钛酸锶纳米晶体和非极性溶剂加入容器中；第2工序，从所述容器内采集含有钛酸钡纳米晶体和/或钛酸锶纳米晶体的上清液；第3工序，通过将具有凹凸结构的基板浸渍于所述上清液并捞起，利用毛细管现象将所述上清液涂布于所述凹凸结构表面，在所述凹凸结构上制作由所述纳米晶体形成的结构体。(11)在上述(10)的纳米晶体结构体的制作方法中的所述第2工序中，所述上清液可以是将所述容器供于离心分离而得到的。(12)可以对通过上述(10)或(11)中任一项所述的纳米晶体结构体的制作方法制作了纳米晶体膜的所述基板进一步重复实施1次或多次第3工序。(13)可以使通过上述(10)～(12)中任一项所述的纳米晶体结构体的制作方法形成了纳米晶体结构体的所述具有凹凸结构的基板浸渍于极性溶剂，使所述凹凸结构溶解。(14)本专利技术的一个方式的纳米晶体结构体形成基板的制造方法，该方法包括，通过上述(10)～(13)中任一项所述的纳米晶体结构体的制作方法在基板上制作纳米晶体结构体。(15)在上述(14)所述的纳米晶体结构体形成基板的制造方法中，所述基板可以选自FTO、ITO、玻璃、硅、金属、陶瓷、聚合物、纸、橡胶、以及低耐热性基材。(16)本专利技术的一个方式的纳米晶体结构体形成基板具备基板和纳米晶体结构体，所述纳米晶体结构体在该基板上排列有钛酸钡纳米晶体和/或钛酸锶纳米晶体。本专利技术中“纳米晶体”为六面体状的结晶，除了所谓的纳米立方体以外，还包含在纳米立方体的合成或制作工序中同时生成的、六面体的顶点被倒角的不完整的六面体状的结晶。该六面体的顶点被倒角的不完整的六面体状结晶是形成六面体状结晶的过程中的结晶。其尺寸只要是钛酸钡和/或钛酸锶能够形成六面体状的纳米尺寸即可，没有限定。例如可以为1～100nm左右。“纳米晶体结构体”不仅包含没有间隙且致密地形成的结构体，而且也包含一部分具有间隙的结构体。另外，也可以是结构体彼此连接成的纳米晶体膜。专利技术效果本专利技术的一个方式的纳米晶体的排列方法采用了具有以下工序的方案：第1工序，将钛酸钡纳米晶体和/或钛酸锶纳米晶体和非极性溶剂加入容器中；第2工序，从容器内采集含有钛酸钡纳米晶体和/或钛酸锶纳米晶体的上清液；第3工序，通过将具有凹凸结构的基板浸渍于所述上清液并捞起，利用毛细管现象将所述上清液涂布于所述凹凸结构表面，使所述纳米晶体在所述凹凸结构上排列。因此，可以使用利用非极性溶剂使纳米晶体处于分散而不凝聚的状态的溶液进行离心分离而得到的上清液，使纳米晶体(钛酸钡纳米晶体、钛酸锶纳米晶体、或钛酸钡纳米晶体及钛酸锶纳米晶体)二维地排列在凹凸结构上。即，可以不使钛酸钡纳米晶体、钛酸锶纳米晶体、或者钛酸钡纳米晶体及钛酸锶纳米晶体无规地凝聚而使其二维地排列。这是由于，在纳米晶体聚集时，在晶体固有的晶面露出于表面的情况下，以使晶面彼此一致的方式进行排列，因此，纳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米晶体的排列方法，该方法具有以下工序：第1工序，将钛酸钡纳米晶体和/或钛酸锶纳米晶体和非极性溶剂加入容器中；第2工序，从所述容器内采集含有钛酸钡纳米晶体和/或钛酸锶纳米晶体的上清液；第3工序，通过将具有凹凸结构的基板浸渍于所述上清液并捞起，利用毛细管现象将所述上清液涂布于所述凹凸结构表面，使所述纳米晶体在所述凹凸结构上排列。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.17 JP 2014-2126661.一种纳米晶体的排列方法，该方法具有以下工序：第1工序，将钛酸钡纳米晶体和/或钛酸锶纳米晶体和非极性溶剂加入容器中；第2工序，从所述容器内采集含有钛酸钡纳米晶体和/或钛酸锶纳米晶体的上清液；第3工序，通过将具有凹凸结构的基板浸渍于所述上清液并捞起，利用毛细管现象将所述上清液涂布于所述凹凸结构表面，使所述纳米晶体在所述凹凸结构上排列。2.根据权利要求1所述的纳米晶体的排列方法，其中，在所述第2工序中，所述上清液是将所述容器供于离心分离而得到的。3.根据权利要求2所述的纳米晶体的排列方法，其中，所述钛酸钡纳米晶体和/或钛酸锶纳米晶体是通过在溶液中合成后于第1旋转条件下对该溶液进行离心分离并回收沉淀物而得到的，在所述第2工序中，将所述容器进行离心分离时的旋转条件与所述第1旋转条件不同。4.根据权利要求1～3中任一项所述的纳米晶体的排列方法，其中，在加入到所述容器前的所述钛酸钡纳米晶体和/或钛酸锶纳米晶体的表面附着有有机羧酸。5.根据权利要求1～4中任一项所述的纳米晶体的排列方法，其中，所述非极性溶剂为均三甲苯(1,3,5-三甲基苯)。6.根据权利要求1～5中任一项所述的纳米晶体的排列方法，其中，捞起所述基板的速度为10nm/秒～100nm/秒。7.根据权利要求1～6中任一项所述的纳米晶体的排列方法，其中，所述凹凸结构具有直线状、曲线状和/或点状的凹部，其最短宽度及深度为0.01μm以上且1mm以下。8.根据权利要求1～7中任一项所述的纳米晶体的排列方法，其中，所述凹凸结构由不溶于所述非极性溶剂的高分子膜形成。9.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：三村宪一，加藤一实，
申请(专利权)人：独立行政法人产业技术总合研究所，
类型：发明
国别省市：日本,JP