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Siクラスレートの製造方法 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P110002448
整理番号 GI-H22-61
掲載日 2011年4月20日
出願番号 特願2011-091814
公開番号 特開2012-224488
登録番号 特許第5626896号
出願日 平成23年4月18日(2011.4.18)
公開日 平成24年11月15日(2012.11.15)
登録日 平成26年10月10日(2014.10.10)
発明者
  • 野々村 修一
  • 久米 徹二
  • 伴 隆幸
  • 大橋 史隆
出願人
  • 国立大学法人岐阜大学
発明の名称 Siクラスレートの製造方法 コモンズ 新技術説明会
発明の概要 【課題】ナトリウムを内包したII型のシリコンクラスレートを安定して大量に製造する方法を提供する。
【解決手段】本発明のシリコンクラスレートの製造方法は、シリコンウエハとNaとを混合して650℃以上の温度で加熱し、SiとNaとからなる化合物を生成する陽圧加熱処理工程と、生成されたSiとNaとからなる化合物を、10-2Pa以下の陰圧下で300℃以上450℃以下の温度により1時間以上加熱する陰圧加熱処理工程とを備えている。Naは、シリコンクラスレートを生成するために用いられるSiに対するモル比が1.0よりも大きくなるように供給されることが好ましい。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



クラスレート(包接化合物)は、ホスト原子によって形成される三次元的な籠状の構造の中にゲスト原子が存在する化合物であって、従来の結晶構造物とは異なる特性を備えている。またクラスレートは、その三次元的な構造や内包されているゲスト原子の種類によってその特性が種々変化するために、超伝導体や熱電変換素子(熱電素子)への利用が期待されている。例えば引用文献1には、Baを含むSiクラスレートをブリッジマン法によって製造し、熱電素子として利用する技術が開示されている。





クラスレートの中には、半導体としての特性であるバンドギャップ(価電子帯と伝導帯の間の禁制帯幅)を備えているものがある。バンドギャップを有するクラスレートの中には、種々の波長で発光する特性、或いは種々の波長の光を吸収する特性を示すものがあり、発光素子或いは光吸収素子としての利用が期待されている。引用文献2には、Baを含み且つSiの一部がAlによって置換されたSiクラスレートを、発光素子として用いる技術が開示されている。





近年、半導体としての特性を備えているSiクラスレートの中で、Naを内包するSiクラスレートとして製造され、その後Naの一部または全部が除去されることで、Naの含有量が低減されたかあるいはNaが除去されたSiクラスレートが注目されている。例えば、Naの含有量が低減されているII型のSiクラスレートは、通常のダイヤモンド型シリコンよりもワイドギャップになっており、光吸収素子としての利用が期待されている。

産業上の利用分野



本発明は、シリコンクラスレート(以下、Siクラスレートとも記載する)の製造方法に関する。特に、ナトリウム(以下、Naとも記載する)を内包したII型のSiクラスレートの製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
Siクラスレートの製造方法であって、
シリコンウエハとNaとを混合して650℃以上の温度で加熱して、SiとNaとからなる化合物を生成する陽圧加熱処理工程と、
前記陽圧加熱処理工程によって生成されたSiとNaとからなる前記化合物を、10-2Pa以下の陰圧下で300℃以上450℃以下の温度により1時間以上加熱する陰圧加熱処理工程と、
を備えており、
前記陽圧加熱処理工程が、0.5時間以上24時間以下の加熱時間で行われることを特徴とするSiクラスレートの製造方法。

【請求項2】
前記Naは、前記化合物を生成するために用いられる前記Siに対するモル比が、1.0よりも大きくなるように供給されることを特徴とする請求項1に記載のSiクラスレートの製造方法。
産業区分
  • 無機化合物
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2011091814thum.jpg
出願権利状態 登録
岐阜大学産官学連携推進本部では、岐阜大学における知的財産の創出・管理・活用のマネジメントをしています。上記の特許・技術に関心のある方は、下記問い合わせ先に整理番号とともにご相談下さい。


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