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フッ素原子が導入された窒化ホウ素ナノチューブ及びその製造方法

国内特許コード P08A013760
掲載日 2008年9月26日
出願番号 特願2005-294659
公開番号 特開2007-099588
登録番号 特許第4674353号
出願日 平成17年10月7日(2005.10.7)
公開日 平成19年4月19日(2007.4.19)
登録日 平成23年2月4日(2011.2.4)
発明者
  • 板東 義雄
  • チェンチュン・タン
出願人
  • 独立行政法人物質・材料研究機構
発明の名称 フッ素原子が導入された窒化ホウ素ナノチューブ及びその製造方法
発明の概要

【課題】電子デバイス分野で利用可能な、フッ素原子が導入された窒化ホウ素ナノチューブ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】基材となる塩化マグネシウムを、アンモニアガス及び三フッ化ホウ素ガスの気流中で880~950℃で1時間加熱することにより、フッ素原子が導入された窒化ホウ素ナノチューブを合成する。このフッ素原子が導入された窒化ホウ素ナノチューブは、その長さが数μmで、その直径は数十nmである。フッ素原子が導入された窒化ホウ素ナノチューブの組成はBN1-x x (0.02≦x≦0.08)であり、フッ素が導電性の不純物であるので、各種電子デバイスへ利用可能である。
【選択図】図2

従来技術、競合技術の概要


カーボンナノチューブの電気的性質は、チューブの直径やらせん構造の違いに依存して変化する。このカーボンナノチューブと構造が類似している窒化ホウ素ナノチューブの電気的性質は、チューブの直径、らせん構造、単層、多層構造などに依存せずに一定であり、そのバンドギャップエネルギーは、おおよそ5.5eVと見積もられている(例えば、非特許文献1参照)。



窒化ホウ素ナノチューブの電気的性質が上に述べたように、直径等の形態に依存しないで一定であることは、応用に当たって制御するパラメーターが少なくてよいので有利である。特に、窒化ホウ素に他の物質をドーピングする際には、化学的組成だけ検討すればよいので複雑さが減少する。



窒化ホウ素ナノチューブに他の物質を導入し機能化を検討した例としては、窒化ホウ素ナノチューブがカーボンナノチューブ層でサンドイッチされた炭素-窒化ホウ素-炭素ナノチューブ(例えば、非特許文献2参照)や、窒化ホウ素ナノチューブの中にフラーレンを充填した複合物(例えば、非特許文献3参照)がある。



また、窒化ホウ素ナノチューブを二酸化スズでコートした例もある(例えば、非特許文献4参照)。



さらに、窒化ホウ素ナノチューブに炭素原子を化学的に導入して組成を変化させたホウ素-窒素-炭素からなる三成分組成ナノチューブも検討されている(例えば、非特許文献5参照)。




【非特許文献1】X.Blase,他、Europhy.Lett. 、28巻、335 頁、1994年

【非特許文献2】K.Suenaga,他、Science 、278 巻、653 頁、1997年

【非特許文献3】W.Mickelson,他、Science 、300 巻、467 頁、2003年

【非特許文献4】Wei-Qiang Han,他、J.Am.Chem.Soc.、125 巻、2062頁、2003年

【非特許文献5】D.Golberg,他、Chem.Phys.Lett. 、359 巻、220 頁、2002年

産業上の利用分野


本発明は、電子デバイス分野での応用が期待される、フッ素原子が導入された窒化ホウ素ナノチューブ及びその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
フッ素原子が導入された窒化ホウ素ナノチューブ。

【請求項2】
前記フッ素原子は、窒素を置換して前記窒化ホウ素ナノチューブに導入されており、前記フッ素が導電性の不純物となっていることを特徴とする、請求項1に記載のフッ素原子が導入された窒化ホウ素ナノチューブ。

【請求項3】
基材となる塩化マグネシウムを、アンモニアガス及び三フッ化ホウ素ガスの気流中で880℃以上で加熱し、フッ素原子が導入された窒化ホウ素ナノチューブを合成することを特徴とする、フッ素原子が導入された窒化ホウ素ナノチューブの製造方法。

【請求項4】
前記加熱温度を、880~950℃の範囲とすることを特徴とする、請求項3記載のフッ素原子が導入された窒化ホウ素ナノチューブの製造方法。
産業区分
  • 無機化合物
  • その他機械要素
国際特許分類(IPC)
画像

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出願権利状態 権利存続中
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