由AgAuS系化合物构成的半导体纳米粒子制造技术

本发明专利技术是由含有Ag、Au、S作为必要构成元素的化合物的半导体晶体构成的半导体纳米粒子。在构成该半导体纳米粒子的AgAuS系化合物中，Ag、Au、S的合计含量为95质量％以上。另外，所述化合物优选是由通式Ag

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由AgAuS系化合物构成的半导体纳米粒子


[0001]本专利技术涉及由AgAuS系化合物构成的半导体纳米粒子。具体而言，涉及由Ag、Au、S构成的三元系化合物且具有新型构成的半导体纳米粒子。

技术介绍

[0002]半导体通过成为纳米量级的微小粒子而表现出量子限制效应，显示出与粒径对应的带隙。因此，通过控制半导体纳米粒子的组成和粒径来调节带隙，可以任意地设定发光波长或吸收波长。利用了该特性的半导体纳米粒子也被称为量子点(QD：Quantum Dot)，其在各种
中的活用备受期待。
[0003]例如，正在研究半导体纳米粒子对在显示装置或生物体关联物质检测用标记物质等中利用的发光元件、荧光物质的响应。如上所述，半导体纳米粒子除了能够通过粒径控制来自由地控制发光波长以外，半导体纳米粒子的发光峰宽度与有机色素相比足够窄，在激发光照射下也比有机色素稳定。由此，可以期待应用于发光元件等。
[0004]另外，半导体纳米粒子也被期待用于搭载在太阳能电池或光传感器等上的光电转换元件或光接收元件。除了能够通过粒径来控制吸收波长以外，还具有以下特性：具有高量子效率、吸光系数高。通过该特性，半导体纳米粒子有助于半导体器件的小型化/薄型化。
[0005]而且，作为半导体纳米粒子的具体构成，已知由以下构成的半导体纳米粒子：CdS、CdSe、CdTe等第12族
‑
第16族化合物半导体；PbS、PbSe等第14族
‑
第16族化合物半导体之类的二元系化合物半导体；AgInTe2等第11族
‑
第13族
‑
第16族化合物半导体那样的三元系化合物半导体(专利文献1～3)。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2004
‑
243507号公报
[0009]专利文献2：日本特开2004
‑
352594号公报
[0010]专利文献3：日本特开2017
‑
014476号公报

技术实现思路

[0011]专利技术所要解决的课题
[0012]正在应用于上述各种用途的半导体纳米粒子目前仍处于研究阶段，包括其制造方法在内，尚未找到最佳的半导体纳米粒子。在这种情况下，应用了具有由量子限制效应产生的上述特殊性质且具有生物体亲和性(低毒性组成)等实用方面特性的新型化合物半导体的纳米粒子的开发需求增多。本专利技术是在以上背景下完成的，提供一种半导体纳米粒子，其是由迄今为止报道的组成例中没有的新型化合物半导体构成的半导体纳米粒子，具有适当的发光/吸光特性，并且还具有生物体亲和性。
[0013]用于解决课题的手段
[0014]解决上述课题的本专利技术是一种半导体纳米粒子，其是由含有Ag、Au、S作为必要构
成元素的化合物的半导体晶体构成的半导体纳米粒子，在所述化合物中，Ag、Au、S的合计含量为95质量％以上。
[0015]在现有的研究例中，Ag和Au各自分别作为半导体纳米粒子的构成元素，但是没有关于将含有Ag和Au这两者的三元系化合物半导体纳米粒子化时的特性的具体研究例。在这一点上，根据本专利技术人的研究，确认了AgAuS系化合物半导体通过纳米粒子化和调节Ag、Au的组成而发挥适合的发光/吸光特性。
[0016]另外，Ag和Au均是化学上比较稳定的金属，自古以来作为具有生物体亲和性的金属而被人所知。而且，S是生物体的必需元素即是具有生物体亲和性的元素。因此，AgAuS系化合物半导体也可以期待应用于标记物或DNA芯片等用于人体的荧光物质等。
[0017]以下，对本专利技术涉及的由AgAuS系化合物半导体构成的半导体纳米粒子及其制造方法进行说明。
[0018]A本专利技术涉及的半导体纳米粒子的构成
[0019]如上所述，本专利技术涉及的半导体纳米粒子是由以Ag、Au、S作为必要构成元素的化合物构成的半导体纳米粒子。具体而言，该由Ag、Au、S构成的化合物是由通式Ag
(nx)
Au
(ny)
S
(nz)
表示的AgAuS三元系化合物。此时，n是任意的正整数。x、y、z表示化合物中的Ag、Au、S的各原子的原子数的比例，是0＜x,y,z≤1的实数。另外，对于Ag和Au的原子数比例x、y，x/y为1/7以上7以下。如上所述，S的原子数比例z为0＜z≤1的实数，但是优选为具备z≥(x+y)/2的实数。
[0020]更具体而言，本专利技术中的AgAuS系化合物可以列举出Ag1Au7S4、AgAu3S2、Ag3Au5S4、AgAuS、Ag5Au3S4、Ag3AuS2、Ag7AuS4。这些具体的组成的AgAuS系化合物是nx、ny、nz为整数的化学计量组成的化合物，但是构成本专利技术的半导体纳米粒子的化合物不限于这样的化学计量组成的化合物。
[0021]另外，关于Ag、Au的原子数比例x、y，更优选x/y为0.3以上3.6以下。另外，更优选x/(x+y)为0.33以上0.78以下的实数。作为上述列举的化学计量组成的AgAuS系化合物，AgAuS、Ag5Au3S4、Ag3AuS2符合这些条件。由这些化合物构成的半导体纳米粒子的发光量子产率较高，显示出作为发光元件等的有效特性。
[0022]如上所述，本专利技术涉及的半导体纳米粒子由Ag
(nx)
Au
(ny)
S
(nz)
表示的AgAuS系化合物构成。该AgAuS系化合物不限于由单一相构成，也可以由混合相构成。例如，可以是上述化学计量组成的AgAuS系化合物(Ag3AuS2等)与非化学计量组成的AgAuS系化合物(Ag
(nx)
Au
(ny)
S
(nz)
：nx、ny、nz为不是上述范围内的整数的实数)的混合相。
[0023]本专利技术涉及的半导体纳米粒子由以Ag、Au、S作为必要构成元素的上述构成的化合物的半导体晶体构成。该半导体晶体的Ag、Au、S的合计含量为95质量％以上。作为除必要构成元素即Ag、Au、S以外可能含有的元素，可以考虑Ge、Si、Sn、Pb、O、Se、Te等，这些元素如果小于5质量％则可以被允许。其中，化合物的Ag、Au、S的合计含量优选为99质量％以上、更优选为99.9质量％以上。需要说明的是，这里的化合物的组成值是半导体纳米粒子中的半导体晶体自身的值，不含有后述的保护剂的成分。
[0024]本专利技术涉及的半导体纳米粒子的平均粒径优选为2nm以上20nm以下。半导体纳米粒子的粒径与由量子限制效应引起的带隙的调整作用有关。为了通过调整带隙来发挥适合的发光/光吸收特性，优选设为上述的平均粒径。需要说明的是，半导体纳米粒子的平均粒
径可以通过利用TEM等电子显微镜观察多个(优选为100个以上)粒子，测定各粒子的粒径并计算粒子数平均而得到。
[0025]另外，本专利技术涉及的半导体纳米粒子优选在粒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体纳米粒子，其是由含有Ag、Au、S作为必要构成元素的化合物的半导体晶体构成的半导体纳米粒子，在所述化合物中，Ag、Au、S的合计含量为95质量％以上。2.根据权利要求1所述的半导体纳米粒子，其中，所述化合物是由通式Ag
(nx)
Au
(ny)
S
(nz)
表示的AgAuS三元系化合物，这里，n是任意的正整数，x、y、z表示所述化合物中的Ag、Au、S的各原子的原子数的比例，是0＜x,y,z≤1的实数，并且x/y为1/7以上7以下。3.根据权利要求2所述的半导体纳米粒子，其中，z为满足z≥(x+y)/2的实数。4.根据权利要求2或权利要求3所述的半导体纳米粒子，其中，x/(x+y)的值...

【专利技术属性】
技术研发人员：鸟本司，龟山达矢，常泉修平，渡边梦三，长谷川万里子，佐藤弘规，大岛优辅，
申请(专利权)人：田中贵金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：