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酸化亜鉛超微粒子および酸化亜鉛超微粒子の製造方法

国内特許コード P07A010206
整理番号 25
掲載日 2007年8月8日
出願番号 特願2003-290248
公開番号 特開2005-060145
登録番号 特許第4072620号
出願日 平成15年8月8日(2003.8.8)
公開日 平成17年3月10日(2005.3.10)
登録日 平成20年2月1日(2008.2.1)
発明者
  • 藤田 恭久
出願人
  • 国立大学法人島根大学
発明の名称 酸化亜鉛超微粒子および酸化亜鉛超微粒子の製造方法
発明の概要

【課題】 p型伝導や紫外線発光など半導体としての物性を発揮できる結晶性の良い高品質な酸化亜鉛超微粒子を提供すること。
【解決手段】 結晶中の窒素濃度が1016cm-3~1020cm-3であって、粒子径が50nm~200nmである酸化亜鉛超微粒子。特に、室温で375nm付近の蛍光を示し、可視光域の蛍光強度の積分値が紫外光域の発光強度の積分値の100分の一以下である酸化亜鉛超微粒子。または、極低温にて波長368nm付近で観測されるドナーに基づく発光強度に比して、波長375nm付近で観測されるアクセプタに基づく発光強度が3倍以上大きな酸化亜鉛超微粒子。これは、酸素ガスと窒素ガスとを含む混合ガスを雰囲気ガスとし、その中で亜鉛を加熱して蒸発させることにより製造できる。

従来技術、競合技術の概要


従来、酸化亜鉛の微粒子は酸素欠損に起因する欠陥による緑色の発光を利用した蛍光材料などに利用されていた。また、理論的には励起子による紫外線発光特性も備えるため、これを実現すべく、所定の基板上に結晶性の良い単結晶薄膜を成長させる研究もなされている。その結果、MBE法(分子線エピタキシャル成長法)により、高純度な原料を用いて酸化亜鉛の単結晶薄膜の成長過程で窒素をドーピングすることにより、キャリア濃度は十分ではないがp型薄膜を製造することが可能となっている。




【非特許文献1】D.C.Look,D.C.Reynilds,C.W.Litton,R.L.Jones,D.B.Easonand G.Cantwell: APPLIED PHYSICS LETTERS Vol.81,No.10 02/09/2002

【非特許文献2】Y,Sun,J.B.Ketterson,G.K.L.WongAPPLIED PHYSICS LETTERS Vol.77,No.15,09/10/2000

産業上の利用分野


本発明は、欠陥が少なく高純度な酸化亜鉛超微粒子および酸化亜鉛超微粒子の製造方法に関し、特に、低純度な原料を用いた高品質な酸化亜鉛超微粒子および窒素アクセプタを含んだ酸化亜鉛超微粒子、並びに、その製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
結晶中の窒素濃度が1016cm-3~1020cm-3であって、粒子径が50nm~200nmである酸化亜鉛超微粒子。

【請求項2】
室温で375nm付近の蛍光を示し、可視光域の蛍光強度の積分値が紫外光域の発光強度の積分値の100分の一以下である請求項1に記載の酸化亜鉛超微粒子。

【請求項3】
極低温にて波長368nm付近で観測されるドナーに基づく発光強度に比して、波長375nm付近で観測されるアクセプタに基づく発光強度が3倍以上大きな請求項1または2に記載の酸化亜鉛超微粒子。

【請求項4】
酸素ガスと窒素ガスとを含む混合ガスを雰囲気ガスとし、その中でアーク放電を用いて亜鉛を加熱して蒸発させ、亜鉛蒸発量が過多となり酸素欠損の存在する超微粒子とならないように亜鉛蒸発量を抑制することにより請求項1~3のいずれか一つに記載の酸化亜鉛超微粒子を製造する酸化亜鉛超微粒子製造方法。

【請求項5】
純度99.99%以下の亜鉛を用いる請求項4に記載の酸化亜鉛超微粒子製造方法。

【請求項6】
雰囲気ガスとして精製しない空気を用いる請求項4または5に記載の酸化亜鉛超微粒子製造方法。
産業区分
  • 無機化合物
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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