半導体上への貴金属ナノ粒子置換析出
Displacement Deposition of Noble Metal Nanoparticles onto Semiconductor
亜鉛板を硫酸銅水溶液に浸すと，亜鉛イオンが溶出し，同時に金属銅が析出することは教科書でおなじみである。この反応に代表される置換析出は古くからある技術で，表面処理（めっき）や資源回収（セメンテーション）などの分野で工業的に用いられている。1990年代からは半導体上への置換析出も知られるようになり，特にフッ化水素酸を含む溶液にシリコンウェーハを浸すことで，貴金属ナノ粒子を簡便に修飾できる方法として利用されている1, 2）。近年，この方法と金属援用エッチングを組み合わせたシリコンの微細加工や多孔質化，ナノワイヤー作製などが多数報告されている3, 4）。条件制御によって，エッチング反応が金属ナノ粒子直下に局在化することで粒子がドリルの刃先のごとく先導して孔が形成され，特徴的な構造が得られる。一方，筆者らは，シリコン粉末を用いた都市鉱山からの貴金属回収を試みている。使用済みの電子機器などは都市鉱山と呼ばれ，そこからの有用金属回収が工業的に行われている。その工程で得られる溶液にシリコン粉末を加えるだけで，貴金属と銅だけを選択的に金属粉末として取り出すことができる。シリコン粉末は電子機器の製造工程で切削屑として大量に得られることから，廃棄物を利用する有効なリサイクル法として期待している5）。
1） V. M. Dubin, J. Electrochem. Soc. 1992, 139, 1289.
2） S. Yae et al., Electrochim. Acta 2007, 53, 35.
3） S. Yae et al., Electrochem. Commun. 2003, 5, 632.
4） Z. Huang et al., Adv. Mater. 2011, 23, 285.
5） K. Fukuda et al., ECS Trans. 2014, 61（10）, 1.
八重真治 兵庫県立大学大学院工学研究科