ナノ材料

ナノ材料の作製法は、大きな材料を細かくするトップダウン法と、原子や分子を組み上げるボトムアップ法に分けられる。ボトムアップ法にあたるものはどれか。

  1. Aボールミルで粉末を長時間粉砕し、粒子どうしの衝突でナノサイズの粒子にする方法
  2. Bフォトリソグラフィで描いたパターンに沿ってエッチングし、薄膜をナノスケールに削る方法
  3. C溶液中で金属塩の還元や前駆体の熱分解を行い、核生成と成長でナノ粒子をつくる方法
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正解:C. 溶液中で金属塩の還元や前駆体の熱分解を行い、核生成と成長でナノ粒子をつくる方法

溶液中での還元や熱分解(化学的な液相合成)は、原子や分子が集まって核ができ、それが成長して粒子になるボトムアップ法です。ゾル-ゲル法、気相での凝縮、CVDによるカーボンナノチューブの成長も同じくボトムアップ法に入ります。ボールミルによる粉砕は、大きな粒子を機械的に砕いて小さくするトップダウン法で、装置が簡単で量産しやすい反面、粒径の分布が広くなりやすく、メディアからの不純物の混入やひずみの導入が起こります。リソグラフィとエッチングも、大きな膜から不要な部分を除くトップダウン法で、形や位置を精密に決められるのが長所です。ボトムアップ法は粒径や形を原子レベルでそろえやすい一方、量産や配置の制御に課題があります。

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