技術内容の詳細

整理番号 st038
テーマ名 熱成長による大型・高品質コロイド結晶の作成法
研究担当者
及び連絡先
山中 淳平:名古屋市立大学 大学院薬学研究科 准教授
連絡先:名古屋市立大学 産学官・地域連携推進センター
 E-mail:kikaku2@adm.nagoya-cu.ac.jp
研究の概要 荷電コロイド系の加熱結晶化現象を利用し、一方向加熱による新規結晶成長法により、大型(cmサイズ)で高品質(均一性・配向性・回折効率に優れる)なコロイド単結晶を短時間(数10分以内)に作製できる。
JST主催新技術説明会(中部公立3大学;2007.11.02.)で発表
開発の目的 電磁波をBragg回折するフォトニック結晶は高輝度レーザー用などで需要が高まっているが、そのための材料としては大型で高品質の単結晶体が求められている。この単結晶を簡便でしかも短時間で作る方法を確立する。
構成する
技術要素
・シリカコロイドの表面にはシラノール基(Si-OH弱酸)が存在しておりpHを増加させると粒子の電荷数が増加して結晶化する。
・ピリジンの解離度(塩基性)は温度とともに増加する。
・ピリジン共存下でシリカコロイドを一方向から温度誘起させると大型・高品質の単結晶ができる。
研究の背景
及び動向
粒子を用いない周期構造体構築法としてリソグラフィー法や多層薄膜法があり、他方、粒子を利用した手法としてはせん断配向法や沈降堆積法がある。いずれも、得られる結晶は均一性・配向性に優れるが、全て厚さ100μ以下の薄膜型に限定される。
適用可能な
用途
・各種光学材料
  光学フィルター・回折格子
  高輝度レーザー用フォトニック結晶
・光検出式の各種物理化学センサー
市場での
優位性
・大型コロイド結晶が作成可能
・均一性・配向性に優れた結晶が作成可能
・数10分以内で作成可能
実用化への
課題
・厚さ1mmの単結晶が作成可能
・ゲル化剤共存時の単結晶成長の最適化が課題
・今後、関連実験データを取得し、光学素子に適用する場合の作成条件を設定する

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