Fabrication of Pt nanoparticle incorporated polymer nanowires by high energy ion and electron beam irradiation

高エネルギーイオンおよび電子線照射による白金ナノ粒子包含高分子ナノワイヤの作製

佃 諭志*; 高橋 亮太*; 関 修平*; 杉本 雅樹; 出崎 亮; 吉川 正人; 田中 俊一郎*

Tsukuda, Satoshi*; Takahashi, Ryota*; Seki, Shuhei*; Sugimoto, Masaki; Idesaki, Akira; Yoshikawa, Masahito; Tanaka, Shunichiro*

ヘキサクロロ白金(IV)酸を添加したポリビニルピロリドン(PVP)薄膜に高エネルギーイオンビームを照射することによってPVP-Ptナノ粒子ハイブリッドナノワイヤを作製した。一個のイオンを照射するとその飛跡に沿って、PVPの架橋反応とPt の還元反応によるPt粒子の析出が同時に起こるため、現像処理後、基板にPtナノ粒子を包含するPVPナノワイヤを得ることができた。ヘキサクロロ白金(IV)酸の添加量を増加するとナノワイヤの直径が減少し、ナノワイヤの単離が困難となることが明らかになったが、イオン照射後、電子線を照射することによってナノワイヤの直径の制御およびナノワイヤの単離が可能であることを見出した。

Polyvinylpyrrolidone (PVP)-Pt nanoparticles (NPs) hybrid nanowires were fabricated by high energy ion beam irradiation to PVP thin films including HPtCl. Single ion hitting caused crosslinking reactions of PVP and reduction of Pt ions within local cylindrical area along an ion trajectory (ion track); therefore, the PVP nanowires including Pt NPs were formed and isolated on Si substrate after wet-development procedure. The number of Pt NPs was easily controlled by the mixed ratio of PVP and HPtCl. However, increasing the amount of HPtCl led to decreasing the radial size and separation of the hybrid nanowires during the wet-development. Additional electron beam irradiation after ion beam improved separation of the nanowires and controlled radial sizes due to an increase in the density of crosslinking points inner the nanowires.