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複合微細構造体およびその製造方法 新技術説明会

国内特許コード P09P005898
整理番号 KP06-025
掲載日 2010年1月15日
出願番号 特願2007-075356
公開番号 特開2008-230925
登録番号 特許第5150898号
出願日 平成19年3月22日(2007.3.22)
公開日 平成20年10月2日(2008.10.2)
登録日 平成24年12月14日(2012.12.14)
発明者
  • 出来 成人
  • 水畑 穣
出願人
  • 国立大学法人神戸大学
発明の名称 複合微細構造体およびその製造方法 新技術説明会
発明の概要

【課題】略同一粒径の金属化合物微粒子が、マトリックスである異種金属化合物相の中に規則的に配列充填された三次元構造を有する複合微細構造体を、簡単に製造することのできる方法を見出して、フォトニック結晶や様々な用途への適用が可能な複合微細構造体を提供すること。
【解決手段】本発明の複合微細構造体は、第1の金属元素と16族元素から選択される1の非金属元素との化合物層の内部に、この第1の金属元素とは異なる第2の金属元素と前記16族非金属元素との化合物からなる略同一粒径の微粒子が最密充填されている。また、本発明の製造方法は、基板上に、略同一粒径の有機高分子微粒子を最密充填構造を採るように並べてテンプレートを形成し、LPD法により、前記テンプレートに第1の金属化合物を析出させ、有機高分子微粒子を除去し、再びLPD法により、有機高分子微粒子を除去した後の多数の空孔内に第2の金属化合物を析出させる。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


フォトニック結晶は、フォトニックバンドギャップを有する材料として光学デバイス等への適用が期待されている。またその量子効果を利用して半導体量子ドットを作製する試みもなされている。



二次元的なフォトニック結晶は、気相法による薄膜形成と、リソグラフィ技術やドライエッチング技術を組み合わせて形成されているが、三次元的なフォトニック結晶の製造を行おうとすると、1層形成しては2層目を積層し、という作業を何回も繰り返さなければならず、実質的には、三次元的なフォトニック結晶の気相法での製造はほとんど不可能である。



また、例えば特許文献1には、金属アルコキシドを予め基板に形成したマイクロモールド(ファイバー状溝)に流し込む方法でフォトニック結晶を製造する方法が示されているが、溝によって受光できる方向が制限されるため、あらゆる方向からの光を受光できる真の三次元構造のフォトニック結晶とは言い難い。

【特許文献1】特開2001-72414号公報

産業上の利用分野


本発明は、異なる屈折率を有する物質が周期的に配列した構造体であるフォトニック結晶にもなり得る複合微細構造体およびその製造方法に関し、詳細には、金属酸化物等の金属化合物の微粒子が、ほぼ同一粒径で三次元的に規則正しい配列を採っている複合微細構造体ならびにこれを容易に製造することのできる製造方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
Ti,Zr,V,Nb,Ta,Mo,W,Fe,Ni,Zn,In,Si,SnおよびSbよりなる群から選択される第1の金属元素ととの化合物である第1の金属酸化物層の内部に、前記群から選択され、第1の金属元素とは異なる第2の金属元素ととの化合物である第2の金属酸化物からなる同一粒径の微粒子が最密充填されており、前記第1の金属酸化物層と、前記第2の金属酸化物からなる微粒子が、いずれもLPD法により形成されていることを特徴とする複合微細構造体。

【請求項2】
前記微粒子の平均粒径は、10nm~10μmの範囲内にある請求項1に記載の複合微細構造体。

【請求項3】
三次元フォトニック結晶である請求項1または2に記載の複合微細構造体。

【請求項4】
光学的干渉色を示す請求項1~3のいずれか1項に記載の複合微細構造体。

【請求項5】
請求項1に記載の複合微細構造体をLPD法により製造する方法であって、
基板上に、同一粒径の有機高分子微粒子を最密充填構造を採るように並べてテンプレートを形成する工程a、
第1の金属フッ化物錯体が溶解した反応溶液に前記テンプレートを浸漬した後、反応溶液にフッ素イオン消費剤を添加混合して前記有機高分子微粒子の表面および粒子同士の間隙に、第1の金属ととの化合物である第1の金属酸化物を析出させる工程b、
前記工程bの生成物から有機高分子微粒子を除去し、多数の空孔を有する第1の金属酸化物層を形成する工程c、
第2の金属のフッ化物錯体が溶解した反応溶液に前記第1の金属酸化物層を有する基板を浸漬した後、反応溶液にフッ素イオン消費剤を添加混合して、前記空孔内に第2の金属ととの化合物である第2の金属酸化物を析出させる工程d
を含むことを特徴とする複合微細構造体の製造方法。
産業区分
  • 無機化合物
  • 高分子化合物
  • その他機械要素
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2007075356thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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