DE60300306T2

DE60300306T2 - Halbleiter-Nanopartikel und deren Herstellungsmethode

Info

Publication number: DE60300306T2
Application number: DE60300306T
Authority: DE
Inventors: Keiichi Sato; Susumu 2-1 Yamada-oka Kuwabata
Original assignee: Hitachi Software Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Software Engineering Co Ltd
Priority date: 2002-06-10
Filing date: 2003-06-10
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2023-06-11
Also published as: EP1375625B1; EP1375625A1; US20030228761A1; DE60300306D1; US7094623B2; JP2004008982A; JP4005850B2

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiternanopartikeln und die damit hergestellten Halbleiternanopartikel. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von monodispergierten Halbleiternanopartikeln, die Fluoreszenzen mit einer geringen Wellenlängenbreite aussenden, und die damit hergestellten Halbleiternanopartikel.
Stand der Technik
Halbleiternanopartikel, deren Größe 10 nm oder weniger beträgt, liegen im Übergangsbereich zwischen Bulk- bzw. Volumenhalbleiterkristallen und Molekülen. Ihre physiochemischen Eigenschaften unterscheiden sich daher sowohl von jenen der Bulkhalbleiterkristalle als auch jenen der Moleküle. In diesem Bereich wächst aufgrund des Quantengrößeneffektes die Energielücke von Halbleiternanopartikeln mit abnehmender Partikelgröße an. Zusätzlich wird die bei Volumenhalbleitern beobachtete Entartung des Energiebandes aufgehoben und sind die Bahnen verbreitert. Im Ergebnis ist das untere Ende des Leitungsbandes zur negativen Seite und das obere Ende des Valenzbandes zur positiven Seite verschoben.
Halbleiternanopartikel weisen Spektren mit Spitzen auf, deren Halbwertsbreiten relativ gering sind. Dementsprechend ermöglicht die Regulierung der Partikelgröße von Halbleiternanopartikeln die Entwicklung zahlreicher Reagenzien mit Spektren geringer Halbwertsbreite. Dies ermöglicht beispielsweise die Vielfarbenanalyse bei der Detektion und bei der Darstellung von Biopolymeren. Verglichen mit allgemeinen organischen Pigmenten sind Halbleiternanopartikel dauerhafter und klingen weniger stark ab.
Halbleiternanopartikel können einfach durch Lösen equimolarer Mengen von Zwischenprodukten aus Cd und X (wobei X = S, Se oder Te ist) zubereitet werden. Dies gilt beispielsweise auch für die Herstellung von CdSe, ZnS, ZnSe, HgS, HgSe, PbS oder PbSe.
Halbleiternanopartikel sind von Interesse, da sie starke Fluoreszenzen mit geringen Halbwertsbreiten aussenden. Somit können zahlreiche fluoreszierende Farben erzeugt werden und ihre zukünftigen Anwendungsmöglichkeiten sind nahezu unbegrenzt. Jedoch weisen die mit dem oben beschriebenen Verfahren erhaltenen Nanopartikel eine breite Partikelgrößenverteilung auf und können daher nicht alle Vorteile der Eigenschaften von Halbleiternanopartikeln bieten. Es wurden Versuche unternommen, unter Verwendung chemischer Techniken eine monodispergierte Verteilung zu erreichen, mit der unmittelbar nach der Herstellung lediglich die Halbleiternanopartikel mit einer bestimmten Partikelgröße aus den Halbleiternanopartikeln mit einer breiten Partikelgrößenverteilung gewonnen werden können. Die bekannten Versuche zur Erzielung einer monodispergierten Verteilung von Partikelgrößen umfassen: Die Trennung durch Elektrophorese, bei der eine Änderung der Oberflächenladung der Nanopartikel abhängig von ihrer Partikelgröße verwendet wird; die Ausschlußchromatographie, bei der Unterschiede in der Retentionszeit aufgrund unterschiedlicher Partikelgrößen verwendet werden; die größenselektive Abscheidung, bei der Unterschiede in der Dispergierbarkeit in einem organischen Lösungsmittel aufgrund von Unterschieden bei den Partikelgrößen verwendet werden; und das größenselektive Photoätzen, bei dem das oxidative Lösen eines Metallchalkogenidhalbleiters in der Gegenwart von gelöstem Sauerstoff bei Bestrahlung mit Licht verwendet wird.
Die obengenannten Herstellungsverfahren werden durch Vorbereiten von Halbleiternanopartikeln mit einer breiten Partikelgrößenverteilung und einem darauffolgenden Ordnen und Auswählen der Partikelgrößen hergestellt. Ein Beispiel eines Verfahrens zur Bereitstellung von zuvor monodispergierten Nanopartikeln ist das Umkehrmizellenverfahren, bei dem amphiphile Moleküle verwendet werden. Bei diesem Verfahren werden Umkehrmizellen in einem nicht polaren Lösungsmittel hergestellt. Die Innenseite der Umkehrmizelle wird als ein Reaktionsfeld betrachtet und die Größe des Reaktionsfeldes wird eingestellt, wodurch die Nanopartikel nach gleichen Partikelgrößen sortiert werden. Bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt war dies das am häufigsten verwendete und auch das einfachste Verfahren zum Ordnen von Partikelgrößen. Bei der Durchfuhrung der Monodispergierung mit dem Umkehrmizellenverfahren beträgt die Verteilung der Partikelgrößen annäherungsweise mehrere Dutzend Prozentpunkte. Die Halbleiternanopartikel geben bei der Anwendung eines anregenden Lichtes Fluoreszenz ab, wobei die Wellenlänge dieser Fluoreszenz durch die Partikelgröße bestimmt ist. Insbesondere kann bei einer breiten Partikelgrößenverteilung kein Fluoreszenzspektrum mit einer geringen Halbwertsbreite (FWHM) erhalten werden. Dementsprechend sollte zur Bereitstellung von Halbleiternanopartikeln, die relativ monochromatische Fluoreszenzen aussenden, die Partikelgrößenverteilung weiter reduziert werden.
Demgegenüber wurde zuvor größenselektives Photoätzen zur Erzielung einer Monodispersion von Partikelgrößen, bei dem die oxidative Lösung eines Metallchalkogenid-Halbleiters in der Gegenwart von gelöstem Sauerstoff bei der Bestrahlung mit Licht verwendet wurde, als Verfahren zur Bereitstellung monodispergierter Halbleiternanopartikel, die eine breite Partikelgrößenverteilung aufweisen, angewandt. Bei diesem Verfahren ist eine Partikelgrößenauswahl oder ähnliches nicht notwendig und die Partikelgrößen können in einer Volumenlösung monodispergiert werden. Wenn die mit Hilfe dieses Verfahrens erhaltenen Halbleiternanopartikel mit Licht mit einer Wellenlänge von 476,5 nm bestrahlt werden, beträgt die mittlere Partikelgröße 3,2 nm bei einer Standardabweichung von 0,19 nm. Diese Halbleiternanopartikel zeigen eine sehr enge Partikelgrößenverteilung; d.h. die Standardabweichung beträgt ungefähr 6% von der mittleren Partikelgröße. Dies ist eine Anzeichen dafür, daß die Verteilung der Partikelgrößen sehr nahe an einem monodispergierten Zustand liegt.
Frühere Verfahren zur Herstellung von Halbleiternanopartikeln erforderten einen Stabilisator und es war schwierig, diese Herstellungsverfahren mit der späteren Monodispergierung zu einem sequentiellen Verfahren zu kombinieren.
WO 02/31191 offenbart ein Verfahren zur Präparation von CdS-Nanopartikeln in Umkehrmizellen und zur darauffolgenden Oberflächenmodifizierung derselben. Stokes et al., 1999, 18. International Conference on Thermoelectrics, Seiten 374–377, offenbart die Präparation von Bismut-Nanopartikeln, die in Umkehrmizellen aus der Reduktion von Bi-Salzen chemisch synthetisiert wurden. Torimoto et al., 2001, J. Phys. Chem. B, 105, 6838–6845 beschreibt die Herstellung von CdS-Nanopartikeln mittels einer größenselektiven Photoätz-Technik. Die mittlere Größe der Nanopartikel betrug 6,5 nm bei einer Standardabweichung von 1,5 nm. Miyake et al., 1999, Langmuir, 15, 1503–1507, beschreibt die Herstellung von monodispergierten mit 2-Aminoethanthiol überzogenen CdS-Partikeln, die kovalent auf einem Goldelektrodensubstrat immobilisiert wurden.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein wirksames sequentielles Verfahren zur Herstellung monodispergierter Halbleiternanopartikel zu entwickeln.
Abriß der Erfindung
Um die obengenannte Aufgabe zu lösen, umfaßt das Verfahren zur Herstellung von Halbleiternanopartikeln gemäß der vorliegenden Erfindung die Schritte: Herstellen von Halbleiternanopartikeln im Reaktionsfeld in der Mizelle oder Umkehrmizelle und Regulieren der Partikelgröße der Halbleiternanopartikel durch größenselektives Photoätzen. Bei diesem Verfahren dient das Reaktionsfeld in der Mizelle oder Umkehrmizelle auch als das Lösungsfeld für Ionen, die erzeugt werden, wenn die Halbleiternanopartikel einem größenselektiven Photoätzen unterworfen werden.
Der hier verwendete Ausdruck „Reaktionsfeld" bezieht sich auf einen Reaktionsbereich in der Mizelle oder Umkehrmizelle, in dem Halbleiternanopartikel aus Bestandteilverbindungen in einem Lösungsmittel hergestellt werden. Der Ausdruck „Lösungsfeld" betrifft einen Bereich, in dem Ionenkomponenten, die durch die Lösung von Halbleiternanopartikeln hergestellt werden, bei einer Partikelgrößenregulierung durch größenselektives Photoätzen gelöst werden.
Bei der vorliegenden Erfindung wurden, wie im folgenden dargestellt ist, Halbleiternanopartikel hoher Qualität bereitgestellt. Das Reaktionsfeld diente als das Lösungsfeld und der Vorteil des Mizellenverfahrens oder des Umkehrmizellenverfahrens wurde mit dem des Photoätzens zur Bereitstellung eines sequentiellen Verfahrens kombiniert.
Bei der vorliegenden Erfindung können die Partikelgrößen der Halbleiternanopartikel durch Einstellen der Stärke des Lösungsfeldes für die Ionen und Regulieren der Reaktivität des größenselektiven Photoätzens eingestellt werden.
Die Stärke des Lösungsfeldes für die Ionen kann abhängig vom Wassergehalt oder dem Gehalt an wäßriger Lösung im Reaktionsfeld in der Mizelle oder Umkehrmizelle, d.h. dem Lösungsfeld für die Ionen bzw. dem Reaktionsfeld für Vesikel (Lipiddoppelschichtmembran) eingestellt werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf den Fall beschränkt, bei dem auf die Ausbildung der Halbleiternanopartikel, wie oben beschrieben, ein photoselektives Photoätzen folgt. Alternativ können zuvor gebildete Bulk-Halbleiternanopartikel isoliert werden und dann dem größenselektiven Photoätzen unterzogen werden. Insbesondere werden gemäß einem weiteren Verfahren zur Herstellung von Halbleiternanopartikeln gemäß der vorliegenden Erfindung Bulk-Halbleiternanopartikel, deren Oberflächen nicht modifiziert wurden, isoliert und dann einem größenselektiven Photoätzen unterzogen.
Vorzugsweise ist das Mittel zur Isolation eines aus der Gruppe bestehend aus einer Umkehrmizellenanordnung, Mizellenanordnung, Vesikelanordnung (Lipiddoppelschichtmembran) oder Hinzufügen eines eine anorganische oder organische Verbindung umfassenden Stabilisators.
Des weiteren werden gemäß der vorliegenden Erfindung Halbleiternanopartikel bereitgestellt, die mit einem beliebigen der oben genannten Verfahren zur Herstellung von Halbleiternanopartikeln hergestellt sind, wobei die Partikelgrößen der Halbleiternanopartikel Abweichungen im quadratischen Mittelwert von weniger als 10% des Durchmessers aufweisen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt durch größenselektives Photoätzen verursachte Veränderungen im Absorptionsspektrum in der Umkehrmizelle im Verlauf der Zeit;
2 zeigt durch größenselektives Photoätzen erzeugte Änderungen im Absorptionsspektrum in der Umkehrmizelle mit einem verstärkten Lösungsfeld in Abhängigkeit von der Zeit.
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
Zunächst wird das größenselektive Photoätzen beschrieben. Aufgrund des Quanten-Größeneffektes hängen die physiochemischen Eigenschaften von Halbleiternanopartikeln von ihren Partikelgrößen ab. Dementsprechend werden die physikalischen Eigenschaften dieser Halbleiternanopartikel in diesem Zustand gemittelt und ihre Eigenschaften offenbaren sich nicht vollständig. Es besteht daher die Notwendigkeit einer Verwendung chemischer Techniken zur präzisen Trennung und Extraktion lediglich der Halbleiternanopartikel mit einer bestimmten Größe aus den Halbleiternanopartikeln, die unmittelbar nach ihrer Herstellung eine breite Partikelgrößenverteilung aufweisen, um monodispergierte Verteilungen zu erhalten.
Ein Beispiel eines Verfahrens für die oben angegebene Vorgehensweise ist das größenselektive Photoätzen. Das größenselektive Photoätzen bezieht Vorteile daraus, daß die Energielücke eines Halbleiternanopartikels aufgrund des Quanten-Größeneffektes mit abnehmender Partikelgröße desselben zunimmt und daß ein Metallchalkogenid-Halbleiter bei der Bestrahlung mit Licht in Gegenwart von gelöstem Sauerstoff oxidativ gelöst wird. Bei diesem Verfahren werden Halbleiternanopartikel mit einer breiten Verteilung von Partikelgrößen mit monochromatischem Licht mit einer Wellenlänge bestrahlt, die kürzer ist als die Wellenlänge der Absorptionskante des Halbleiternanopartikels. Dies bewirkt, daß lediglich die Halbleiternanopartikel mit größeren Partikelgrößen selektiv photoangeregt und gelöst werden, so daß die Halbleiternanopartikel in kleinere Partikelgrößen sortiert werden. Bei diesem Prozeß werden Halbleiternanopartikel in der Lösung monodispergiert und weisen eine Bandlückenfluoreszenz mit einem Spektrum auf, dessen Halbwertsbreite abhängig vom eingestrahlten monochromatischen Licht und der Partikelgröße der Halbleiternanopartikel gering ist.
Bei Halbleiternanopartikeln ist das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen sehr groß. Folglich neigen Halbleiternanopartikel dazu, sich leicht zu verbinden. Um die stabile Existenz der Halbleiternanopartikel zu ermöglichen, müssen Maßnahmen ergriffen werden, um Kollisionen oder Verbindungen untereinander zu verhindern. Die Vielzahl der bisher entwickelten Maßnahmen kann grob in zwei Arten unterteilt werden. Bei der einen handelt es sich um eine physikalische Isolierung der Halbleiternanopartikel, indem sie in einer festen Matrix oder einer Polymermatrix angeordnet werden. Bei der anderen handelt es sich um die Inaktivierung der Partikeloberfläche durch chemisches Modifizieren der Metall-Ionen-Orte auf der Partikeloberfläche mit einem niedermolekularen organischen Stoff, der zur Herstellung eines Komplexes mit dem Metall-Ionen-Ort besonders geeignet ist. Bei diesem Verfahren wird das Umkehrmizellen-Verfahren als ein Isolationsmittel verwendet.
Beim Umkehrmizellen-Verfahren wird die Reaktion in der durch amphiphile Moleküle in einem nicht polaren Lösungsmittel gebildeten Umkehrmizelle ausgeführt. Die Oberflächen der Halbleiternanopartikel in der Umkehrmizelle werden als solche belichtet und werden daher zur Modifizierung der Oberflächen von Halbleiternanopartikeln besonders bevorzugt. Die mit dem Umkehrmizellen-Verfahren bereitgestellten Halbleiternanopartikel können monodispergiert werden, wenn das Reaktionsfeld in der Umkehrmizelle klein ist. Mit zunehmender Stärke des Reaktionsfeldes in der Umkehrmizelle nimmt jedoch die Dispersion zu. Dement sprechend sollte die Verteilung der Partikelgrößen weiter reduziert werden, um Halbleiternanopartikel bereitzustellen, die relativ mono-chromatische Fluoreszenzen ausstrahlen.
Bei der vorliegenden Erfindung wird das größenselektive Photoätzen von Halbleiternanopartikeln mit ausgesetzten Oberflächen im Reaktionsfeld in der Umkehrmizelle ausgeführt, um eine Partikelgrößenregelung durchzuführen. Somit können mehr monodispergierte Halbleiternanopartikel erhalten werden.
Auf ähnliche Weise werden Partikelgrößen unter Verwendung des Reaktionsfeldes in der Mizelle reguliert, wenn die Oberflächen der Halbleiternanopartikel ausgesetzt sind. Somit können mehr monodispergierte Halbleiternanopartikel erhalten werden. Des weiteren werden die Partikelgrößen reguliert, wenn die Oberflächen der Halbleiternanopartikel ausgesetzt sind durch Isolieren zuvor hergestellter Halbleiternanopartikel, wodurch mehr monodispergierte Halbleiternanopartikel erhalten werden.
Die vorliegende Erfindung wird im nachfolgenden in weiteren Einzelheiten mit Bezugnahme auf die folgenden Beispiele beschrieben.
Beispiel 1
Zu Beginn wurden 14 g von Di-2-Ethylhexyl-Natriumsulfosuccinat (AOT) und 4 cm³ hochreines Wasser zu 200 cm³ n-Heptan hinzugefügt und die Mischung während 40 Minuten gerührt, um eine Umkehrmizellen-Lösung aus AOT herzustellen. Diese Lösung wurde in zwei Teile von jeweils 100 cm³ geteilt. Eine wäßrige Lösung von 1,0 mol dm^–3 CdCl₂ (0,4 cm³) wurde zu einem Teil und eine wäßrige Lösung von 1,0 mol dm^–3 Na₂S (0,4 cm³) wurde zum anderen hinzugefügt. Beide Teile wurden bis zur Homogenität gerührt. Danach wurden die beiden Teile miteinander vermischt und die Mischung wurde weiter für eine Stunde gerührt. Damit wurde eine Umkehrmizellen-Colloid-Lösung aus CdS-Nanopartikeln zubereitet. Eine wäßrige Lösung aus 250 μM Methyl-Viologen (1,2 ml) wurde zu dieser Lösung hinzugefügt. Die Mischung wurde über mehrere Stunden gerührt, mit mono-chromatischem Licht bestrahlt und dann einem größenselektiven Photoätzen unterzogen.
Die Änderungen der Absorptionseigenschaften in diesem Fall sind in 2 in Abhängigkeit von der Zeit gezeigt. Es konnte bestätigt werden, daß das Photoätzen auch im Reaktionsfeld in der Umkehrmizelle vorlag. 3-Merkaptopropionsäure wurde zur so zubereiteten Umkehrmizellenlösung aus Halbleiternanopartikeln zur Oberflächenstabilisierung hinzugefügt und die Mischung wurde über Nacht gerührt. Damit wurden monodispergierte Halbleiternanopartikel mit einer an ihren Oberflächen ausgesetzten Carboxylgruppe zubereitet. Um Halbleiternanopartikel aus dieser Lösung zu isolieren, wurde die Lösung in getrennte Zentrifugenröhren eingebracht. Die Röhren wurden unter Zusatz von Methanol aufgefüllt, worauf ein heftiges Rühren folgte. Anschließend wurde die Zentrifugierung durchgeführt, die Aufschwemmung beseitigt und die Ablagerung gesammelt. Des weiteren wurde Heptan zur erhaltenen Ablagerung hinzugefügt und die Mischung heftig gerührt. Danach wurde eine Zentrifugierung ausgeführt, die Ablagerung gesammelt und eine Mischlösung aus Wasser und Methanol zur erhaltenen Ablagerung hinzugefügt, wurde die Mischung heftig gerührt und dann eine Zentrifugierung ausgeführt, um die Ablagerung zu sammeln. Dieses Verfahren wurde mehrfach wiederholt, um eine Waschung auszuführen. Schließlich wurde gesättigtes NaCl zur erhaltenen Ablagerung hinzugefügt, um sie in Wasser zu lösen.
Beispiel 2
Beim Ausführen des Photoätzens im Reaktionsfeld in der Umkehrmizelle ist die Prozeßgeschwindigkeit sehr niedrig. Einer der Gründe dafür ist, daß kein ausreichendes Lösungsfeld für Ionen durch Photoätzen besteht. Daher wurde das Reaktionsfeld in der Umkehrmizelle verstärkt und die Menge der pro Mizelle zur Reaktion gebrachten Vorläufer der Halbleiternanopartikel verringert, um Lösungsfelder für die Ionen in der Umkehrmizelle zu bilden.
Zu Beginn wurden 14 g Di-2-Ethylhexyl-Natriumsulfosuccinat (AOT) und 4,5 cm³ hochreines Wasser zu 200 cm³ n-Heptan hinzugefügt und die Mischung 40 Minuten lang gerührt, um eine Umkehrmizellen-Lösung aus AOT zuzubereiten. Die Lösung wurde in zwei Teile von jeweils 100 cm³ geteilt. Eine wäßrige Lösung aus 1,0 mol dm^–3 CdCl₂ (0,4 cm³) wurde zu einem Teil hinzugefügt und eine wäßrige Lösung aus 1,0 mol dm^–3 Na₂S (0,4 cm³) wurde zum anderen Teil hinzugefügt. Beide Teile wurden bis zur Homogenität gerührt. Danach wurden beide Teile miteinander gemischt und die Mischung wurde während einer Stunde gerührt. Damit wurde eine Umkehrmizellen-Kolloid-Lösung aus CdS-Nanopartikeln zubereitet. Eine wäßrige Lösung aus 250 μM Methyl-Viologen (1,7 ml) wurde zu dieser Lösung hinzugefügt. Die Mischung wurde über mehrere Stunden gerührt, mit monochromatischem Licht bestrahlt und dann einem größenselektiven Photoätzen unterzogen.
Änderungen der Absorptionseigenschaften in diesem Fall sind in 2 in Abhängigkeit von der Zeit gezeigt. 3-Merkaptopropionsäure wurde zur so vorbereiteten Umkehrmizellenlösung aus Halbleiternanopartikeln zur Oberflächenstabilisierung hinzugefügt und die Mischung wurde über Nacht gerührt. Damit wurden monodispergierte Halbleiternanopartikel mit einer auf ihren Oberflächen ausgesetzten Carboxylgruppe zubereitet. Um die Halbleiternanopartikel aus dieser Lösung zu isolieren, wurde die Lösung in getrennte Zentrifugenröhren eingebracht. Die Röhren wurden unter Hinzufügung von Methanol aufgefüllt, worauf ein heftiges Rühren folgte. Dann wurde eine Zentrifugierung ausgeführt, die Aufschwemmung beseitigt und die Ablagerung gesammelt. Des weiteren wurde Heptan zur erhaltenen Ablagerung hinzugefügt und die Mischung wurde heftig gerührt. Danach wurde die Zentrifugierung ausgeführt, die Ablagerung gesammelt, eine Mischlösung aus Wasser und Methanol zur erhaltenen Ablagerung hinzugefügt, die Mischung heftig gerührt und dann eine Zentrifugierung ausgeführt, um die Ablagerung zu sammeln. Diese Prozedur wurde mehrere Male zur Durchführung einer Waschung wiederholt. Schließlich wurde gesättigtes NaCl zur erhaltenen Ablagerung hinzugefügt, um sie in Wasser zu lösen.
Gemäß dem Vergleich zwischen dem Verfahren gemäß dem Beispiel 1 und dem Verfahren gemäß dem Beispiel 2 ist die Lösungsrate und die gelöste Menge beim Verfahren gemäß Beispiel 2 höher. Insbesondere kann durch eine Regulierung der Lösungsfelder für die Ionen, die zur Reaktion gebrachte Menge und die Reaktionsgeschwindigkeit eingestellt werden. Mit anderen Worten kann das Verfahren gemäß Beispiel 1 dazu verwendet werden, die Partikelgröße fein einzustellen und das Verfahren gemäß Beispiel 2 dazu verwendet werden, die Partikelgröße zu regulieren und zu monodispergieren.
Halbleiternanopartikel wurden mit dem Umkehrmizellen-Verfahren bei den oben angegebenen Beispielen vorbereitet. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Ähnliche Ergebnisse können erzielt werden, wenn Halbleiternanopartikel mit dem Mizellen-Verfahren bereitgestellt werden oder wenn Halbleiternanopartikel durch Isolieren zuvor hergestellter Volumen-Halbleiternanopartikel durch eine Umkehrmizellenanordnung, Mizellenanforndung, Vesikelanordnung (Lipiddoppelschichtmembran) oder Hinzufügen eines eine anorganische oder organische Verbindung umfassenden Stabilisators und Unterziehen der isolierten Halbleiternanopartikel einem größenselektiven Photoätzen erreicht werden.
Wirkung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Partikelgrößenregulierung von Halbleiternanopartikeln mittels größenselektivem Photoätzen. Während dieses Prozesses werden die Oberflächen der Halbleiternanopartikel ausgesetzt. Dadurch wird eine wirkungsvolle Oberflächenmodifizierung der Halbleiternanopartikel ermöglicht.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Halbleiternanopartikeln, umfassend die Schritte: Herstellen von Halbleiternanopartikeln im Reaktionsfeld in der Mizelle oder Umkehrmizelle und Regulieren der Partikelgröße der Halbleiternanopartikel durch größenselektives Photoätzen, wobei das Reaktionsfeld in der Mizelle oder Umkehrmizelle auch als das Lösungsfeld für Ionen dient, die erzeugt werden, wenn die Halbleiternanopartikel einem größenselektiven Photoätzen unterworfen werden.
Verfahren zur Herstellung von Halbleiternanopartikeln nach Anspruch 1, wobei die Partikelgröße der Halbleiternanopartikel durch Einstellen der Stärke des Lösungsfeldes für die Ionen und Regeln der Reaktivität des größenselektiven Photoätzens geregelt wird.
Verfahren zur Herstellung von Halbleiternanopartikeln nach Anspruch 2, wobei die Stärke des Lösungsfeldes für die Ionen in Abhängigkeit vom Wassergehalt oder dem Gehalt an wäßriger Lösung im Reaktionsfeld in der Mizelle oder Umkehrmizelle, d.h. im Lösungsfeld für die Ionen, oder im Reaktionsfeld für Vesikel (Lipiddoppelschichtmembran) eingestellt wird.
Verfahren zur Herstellung von Halbleiternanopartikeln, wobei Bulk-Halbleiternanopartikel, deren Oberflächen nicht modifiziert wurden, isoliert werden und dann einem größenselektiven Photoätzen unterzogen werden.
Verfahren zur Herstellung von Halbleiternanopartikeln nach Anspruch 4, wobei das Mittel zur Isolation eines aus der Gruppe bestehend aus einer Umkehrmizellenanordnung, Mizellenanordnung, Vesikelanordnung (Lipiddoppelschichtmembran) oder Hinzufügen eines eine anorganische oder organische Verbindung umfassenden Stabilisators ist.
Halbleiternanopartikel, die mit dem Verfahren zur Herstellung von Halbleiternanopartikeln gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellt werden und wobei die Partikel größen der Halbleiternanopartikel Abweichungen im quadratischen Mittelwert von weniger als 10% des Durchmessers aufweisen.