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人工超格子粒子、およびその製造方法

国内特許コード P140011060
整理番号 P09-010-D1
掲載日 2014年10月30日
出願番号 特願2013-175436
公開番号 特開2014-005200
登録番号 特許第5810424号
出願日 平成25年8月27日(2013.8.27)
公開日 平成26年1月16日(2014.1.16)
登録日 平成27年10月2日(2015.10.2)
発明者
  • 和田 智志
  • 後藤 隆幸
出願人
  • 国立大学法人山梨大学
発明の名称 人工超格子粒子、およびその製造方法
発明の概要 【課題】一般にフィルムキャパシタは、高誘電率のセラミックス粒子と低誘電率のポリマーで構成されているが、セラミックス粒子の比誘電率には限界があり、どうしても必要となる容量密度を達成できない。しかし、このセラミックス粒子の代わりに、比誘電率が1桁以上も高いことが予測できる新規な構造の人工超格子ナノ粒子を用いることができれば、上記容量密度を超えるフィルムキャパシタの提供が可能となる。
【解決手段】球状の核の同心円上に化学組成の異なる酸化物の2種類以上を交互に積層し、球状とした新規な構造の人工超格子ナノ粒子を提供する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



化学組成の異なる2種類以上の単位格子を自然界に存在しない周期構造で積層した人工超格子は、現在は単結晶を基板とし、超高真空下で超格子薄膜として作製される。しかし、薄膜では変調構造が膜厚方向にしか存在せず、従って変調構造より期待できる巨大物性は1次元のみに留まる。また、人工超格子薄膜の作製には500℃以上の高温が必要であり、その結果、化学組成の急峻な界面を保つことが困難であった。特許文献1には、酸化物人工超格子薄膜とその製造方法について開示されているが、薄膜の製造であり、本発明である球状粒子の製造に関しては、記載も示唆もされていない。特許文献2には、正方晶チタン酸バリウム粒子の製造方法が開示されているが、本発明のナノ粒子の積層化に関しては、記載も示唆もされていない。特許文献3には、カルシウムドープチタン酸バリウムの製造方法が開示されているが、ナノ粒子の積層化に関しては記載も示唆もされていない。

産業上の利用分野



本発明は、人工超格子誘電体ナノ粒子の作製方法に関するものであり、大容量密度のフィルムキャパシタに用いられる誘電体ナノ粒子として利用できるものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
核となる粒子と、前記核となる粒子とは化学組成の異なる化合物の材料を密閉容器に入れる工程と、
加熱保持により、前記核となる粒子の表面に前記化合物をヘテロエピタキシャル成長により積層する工程と、
を備え、
前記化合物が、チタンを含んだ金属酸化物を含み、チタン源としてジイソプロポキシドジアセチルアセトナートを用いることを特徴とする人工超格子粒子の製造方法。

【請求項2】
前記化合物が、Ba,Sr,Ca,Pbの中から選ばれる少なくとも1種以上の金属を含むことを特徴とする請求項1に記載の人工超格子粒子の製造方法。

【請求項3】
前記化合物が、チタン酸バリウムまたはチタン酸ストロンチウムであることを特徴とする請求項1に記載の人工超格子粒子の製造方法。

【請求項4】
前記化合物が、チタン酸ストロンチウムを含み、前記チタン酸ストロンチウムを含む化合物の積層を行う溶液の溶媒が水とエタノールの混合液であることを特徴とする請求項1に記載の人工超格子粒子の製造方法。

【請求項5】
前記化合物が、チタン酸ストロンチウムを含み、前記チタン酸ストロンチウムを含む化合物の積層を行う温度が、190℃以上であることを特徴とする請求項1又は4のいずれかに記載の人工超格子粒子の製造方法。

【請求項6】
前記化合物が、チタン酸ストロンチウムを含み、前記チタン酸ストロンチウムを含む化合物の積層を行うSr原料とTi源のSr/Tiモル比が、1.0以上であることを特徴とする請求項1、4又は5のいずれかに記載の人工超格子粒子の製造方法。

【請求項7】
前記化合物が、チタン酸バリウムを含み、前記チタン酸バリウムを含む化合物の積層を行う溶液の溶媒が水とエタノールの混合液であり、前記混合液の水とエタノールの溶媒比が、0.3以上、0.7以下であることを特徴とする請求項1に記載の人工超格子粒子の製造方法。

【請求項8】
前記化合物が、チタン酸バリウムを含み、前記チタン酸バリウムを含む化合物の積層を行う温度が、180℃以上であることを特徴とする請求項1又は7のいずれかに記載の人工超格子粒子の製造方法。

【請求項9】
前記化合物が、チタン酸バリウムを含み、前記チタン酸バリウムを含む化合物の積層を行うBa原料とTi源のBa/Tiモル比が、1.5以上であることを特徴とする請求項1、7又は8のいずれかに記載の人工超格子粒子の製造方法。

【請求項10】
前記核となる粒子と、前記化合物は、ともに誘電特性を有し、
請求項1から9のいずれかに記載の人工超格子粒子の製造方法により製造されたことを特徴とする人工超格子粒子。

【請求項11】
前記核となる粒子はチタン酸バリウムであることを特徴とする請求項10に記載の人工超格子粒子。

【請求項12】
前記請求項10又は11のいずれかに記載の人工超格子粒子を備えたことを特徴とするフィルムキャパシタ。
産業区分
  • 電子部品
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2013175436thum.jpg
出願権利状態 登録
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