纳米油墨组合物制造技术

本发明专利技术的课题是提供一种纳米油墨组合物，其能够赋予无机纳米颗粒的表面保护配位体层以导电性，而不需要任何后处理例如去除配位体。解决问题的手段是提供一种纳米油墨组合物，其包括无机纳米颗粒(1)和有机π共轭配位体(3)，特征在于所述的有机π共轭配位体(3)通过π共轭连接于所述的无机纳米颗粒(1)以显示出导电性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及纳米油墨组合物。
技术介绍
集成电子电路作为典型的半导体通过提高集成密度在功能上有了进步。因此，在真空条件下以溅射或是蒸镀形成导电电路的制备方法已经被采用了。因为前提是该方法是在真空下操作的，因此其的设备是昂贵的，也需要巨大的投资来更换成下一代更高的集成密度。为了保持真空条件也需要巨大的能源。因此，在常温常压的喷墨型的用于形成导电电路的导电纳米油墨是有必要的。无机纳米颗粒已经被广泛应用于导电纳米油墨中(例如，参见专利文献I等)。保护无机纳米颗粒表面的有机配位体是必不可少的，目的是保持无机纳米颗粒在纳米油墨中 的稳定性。因为有机配位体是电绝缘性的，因此通过涂布和干燥含有纳米颗粒溶液的纳米油墨所获得的薄涂膜也是电绝缘性的。按照惯例，通过用化学品后处理和通过高温燃烧以去除配位体是必需的，为的是由电绝缘性转变为导电性。在这样的方法中，对基材的选择就有了限制(例如，参见非专利文献I等)。另一方面，本专利技术人对有机配位体和金颗粒进行了研究，发表了用π连接表述的光学特性的论文(例如，参见非专利文献2等)。现有技术专利文献专利文献I JP 2009-295965Α非专利文献非专利文献I :Matt, Law 以及其他五人，“Structural, Optical, and ElectricalProperties of Pb Se Nano crystal Solids Treated Thermally or with SimpleAmines，” J. Am. Chem. Soc. 2008，130，5974-5985。非专利文献2 :Masayuki，Kanehara 以及其他二人，“Gold (O)Prophyrins on GoldNanoparticles，” Angew. Chem. Int. Ed. 2008，47，307-309。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题为了保持热力学不稳定的无机纳米颗粒长期处于稳定状态下，配位体是必不可少的，按照惯例，具有长链烷基基团例如癸硫醇的有机配位体已经被采用了。然而，对于这些σ配位体而言，在使用由辛硫醇制成的配位体层的情况下，涂布的纳米油墨的电阻值达到几GQ。因此，具有这样配位体层的纳米油墨，在涂布后去除这些具有高电阻值的配位体层是必不可少的。认为非常难以实现能够赋予无机纳米颗粒的表面保护配位体层以导电性并且不需要后处理例如去除配位体等的纳米油墨组合物(参见(l)Talapin, D. V ；Murray,C. B. Science 2005，310，86-89 (第 8 页)或者(2) Law, M. Luther, J. M. Song, Q. Hughes,B. K. ；Perkins, C. L. ；Nozik, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2008，130，5974-5985 (第 5974 和 5975页))。本专利技术的一个目的是提供一种纳米油墨组合物，在其中无机纳米颗粒的表面保护配位体层被赋予了导电性，这样例如去除配位体等后处理将不再是必需的。解决上述问题的方法本专利技术人为了解决上述问题进行了深入的研究和开发。特别是，研究了 η连接(π junction)的强度和颗粒间的位阻对导电性的影响。结果，通过π连接来连接η连接有机配位体和金属纳米颗粒的方法被发现，基于此完成了本专利技术。(I)纳米油墨组合物，其包括无机纳米颗粒、有机π共轭配位体和溶剂，其中有机η共轭配位体通过η连接联接于所述无机纳米颗粒，通过强的η连接和颗粒间的接近使得纳米油墨组合物具有导电性。·在(I)里所述的本专利技术的纳米油墨组合物具有导电性，因为有机π共轭配位体通过η连接联接于无机纳米颗粒。这里，η连接是η共轭分子的η共轭平面被平行接合于无机纳米颗粒的表面。并且，有机η共轭配位体是使η连接对无机纳米颗粒起作用的有机配位体。图I是本专利技术的纳米油墨组合物的概念说明图。按照惯例，图1(a)中显示了无机纳米颗粒I必须具有配位体以使热不稳定的无机纳米颗粒I长期保持稳定，并且按照惯例具有长链烷基基团例如癸硫醇等的有机配位体被主要采用。然而，这些σ配位体2具有长的绝缘有机构造部分以至于配位体层具有高电阻值，σ配位体是辛硫醇的情况大约几GQ。图1(b)显示了根据本专利技术的纳米油墨组合物中，有机π共轭配位体3通过连接来联接。关于图1(b)所显示的有机π共轭配位体3，配位体层很薄，π轨道位于对于颗粒间的导电率来说有利的方向上，因此配位体层的电阻值相对低些，并且因为通过η连接的无机纳米颗粒的轨道间的相互作用，有机π共轭配位体3的导电性被发现。因此，本专利技术的纳米油墨组合物具有导电性。连接是由有机物π轨道接近无机纳米颗粒的表面而产生的有机π轨道-无机纳米颗粒轨道间的强相互作用。η连接的强度可通过紫外-可见光谱测定方法定量评价。卟啉和酞菁染料在可见光区域具有叫做索雷谱带、Q波段的特征吸收。当强的η连接被发现时，有机η轨道通过在有机-无机间的强的轨道间相互作用而被金属化，因此上述的特征吸收显著变宽。为了获得导电纳米颗粒，强的η连接和粒子间的接近是必需的。(2)正如(I)里所描述的纳米油墨组合物中，所述的有机π共轭配位体是具有氨基、疏基、轻基、竣基、勝基、勝酸基、齒素基、砸醇基、硫基和砸酿基中的一种或多种取代基团的有机η共轭配位体，该一种或多种取代基配位于所述的无机纳米颗粒表面。(3)正如(I)里所描述的纳米油墨组合物，其中有机π共轭配位体是具有羟基、羧基、氣基、烧氣基、酸胺基、勝酸基、横酸基、氰1基、硝基、和其盐中的一种或多种取代基团的有机H共轭配位体，该一种或多种取代基使得所述的无机纳米颗粒能够溶于含水溶剂和醇溶剂中。(4)正如(I)到(3)中所描述的任一种纳米油墨组合物，其中的溶剂是水或混合了水的溶剂，或是醇或是混合了醇的溶剂。因为水、混合了水的溶剂、或是醇或是混合了醇的溶剂的成本低而且易于处理。这里，除了水之外的成分可以是醇、醚、酯、酮、酰胺等等。优选是醇类，更优选的是碳原子数1-10的醇类。更具体地,作为醇体系的溶剂,可以使用甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、2- 丁醇、叔丁醇、I-戊醇、2-甲基-I- 丁醇、异戊醇、己醇、庚醇、辛醇、辛醇(caprylalcohol)、壬醇、癸醇、i^一醇、十二醇、烯丙醇、巴豆醇、炔丙醇、环戊醇、环己醇、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、2-丁氧基乙醇、乙二醇、丙二醇等等。这些溶剂中，作为特别优选的溶齐U，可使用甲醇、乙醇、2-乙氧基乙醇、乙二醇和丙二醇。(5)正如(I)到(3)中所描述的任一种纳米油墨组合物，其中的无机纳米颗粒由金、银、铜、钼、钯、镍、钌、铟和铑中的一种金属，或两种或更多种金属的混合物，或两种或更多种金属的合金制成。(6)正如(I)到(3)中所描述的任一种纳米油墨组合物，其中的无机纳米颗粒选自半导体颗粒或是导电氧化物颗粒。正如在(6)中所描述的根据本专利技术的纳米油墨组合物，作为无机纳米颗粒，使用·半导体颗粒或是导电的氧化物颗粒。半导体颗粒和导电氧化物颗粒包括发挥各种特别的特性的物质，通过用有机η共轭配位体保护这些特别的特性，能够期待新的用途。(7)正如(I)里所描述的纳米油墨组合物，其中有机π共轭配位体是0ΤΑΡ。这里本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：金原正幸，寺西利治，
申请(专利权)人：金原正幸，
类型：
国别省市：