東海国立大学機構名古屋大学大学未来材料・システム研究所の山本 瑛祐 助教と長田 実 教授らの研究グループは、従来は溶解させてから鋳型利用する界面活性剤^注4）をあえて溶かさずに、層状固体のまま利用し、その隙間で合成したアモルファスシリカを剥離することで、厚さ0.9 nmのアモルファスシリカナノシートの合成に成功しました。
アモルファスシリカのナノシートは、優れた機械的特性や広いバンドギャップ^注5）を示すことが期待されており、次世代の電子デバイス、エネルギー分野での応用が見込まれます。しかしながら、アモルファスシリカの場合には、一般的な合成手法である層状化合物の剥離によるナノシート合成が困難でした。
本研究では、ナノシートが非常に安定に分散したコロイド溶液として得られており、精密集積により1 nmレベルで厚さを制御した極薄膜の構築にも成功しました。アモルファスシリカは絶縁膜やフィラー、プロトン伝導体として様々な分野で利用される汎用的な素材であり、アモルファスシリカ超薄膜の活用法に新たな指針を与えるものと思われます。
本研究成果は、2023年2月28日付国際誌「Small」に掲載されました。

【ポイント】

・厚さ1nm以下のアモルファスシリカ^注1）ナノシート^注2）の合成に成功。
・アモルファスシリカナノシートが安定に分散したコロイド^注3）溶液が得られており、1nmレベルで厚さを制御した精密集積膜の構築を実現。

◆詳細（プレスリリース本文）はこちら

【用語説明】

注1）アモルファスシリカ：
ケイ素と酸素からなる化合物のうち、二酸化ケイ素によって構成される物質のことをシリカと呼ぶ。アモルファスシリカは、シリカの中でもその構造に長距離規則性が無く、無秩序な構造を有する物質。

注2）ナノシート：
原子１層、数層からなる物質。代表的な物質として、グラフェン、六方晶BN、遷移金属カルコゲナイド（MoS2、WS2など）がある。

注3）コロイド :
ある物質が微小な状態(今回の場合にはナノシート)で、他の相(今回の場合にはエタノールなどの溶媒)に分散した物質状態。

注4）界面活性剤 :
分子内に親水的な官能基と疎水的な官能基を有する両親媒性物質。

注5）バンドギャップ：
バンド構造における電子に占有された最も高いエネルギーバンドから、最も低い空のバンドの底までの間のエネルギーの差。

【論文情報】

雑誌名：Small
論文タイトル：Free-standing Molecularly Thin Amorphous Silica Nanosheets
著者：　Eisuke Yamamoto (名古屋大学助教), Kosuke Fujihara (元名古屋大学大学院生), Yuma Takezaki (名古屋大学学生), Kentaro Ito(名古屋大学大学院生), Yue Shi(名古屋大学研究員), Makoto Kobayashi (名古屋大学准教授), Minoru Osada (名古屋大学教授)　　　　　　　
DOI: 10.1002/smll.202300022
URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.202300022

【研究代表者】

未来材料システム研究所　山本 瑛祐　助教、長田 実　教授
http://mosada-lab-nagoya.com