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アモルファスカーボンナノ粒子の製造方法及びアモルファスカーボンナノ粒子

国内特許コード P160013594
整理番号 H26-071
掲載日 2016年12月28日
出願番号 特願2015-045860
公開番号 特開2016-166102
出願日 平成27年3月9日(2015.3.9)
公開日 平成28年9月15日(2016.9.15)
発明者
  • 本多 謙介
出願人
  • 国立大学法人山口大学
発明の名称 アモルファスカーボンナノ粒子の製造方法及びアモルファスカーボンナノ粒子
発明の概要 【課題】本発明の課題は、アモルファスカーボンナノ粒子を得ることができる製造方法及びアモルファスカーボンナノ粒子を提供することにある。また、本発明の課題は、半導体性及び/又は増大された光学バンドギャップを有するアモルファスカーボンナノ粒子を得ることができる製造方法及びこれらの特性を有するアモルファスカーボンナノ粒子を提供することにある。
【解決手段】高周波電力を供給するための第1の電極と、接地された第2の電極が対向するように配置され、前記両電極の間に、貫通孔を有する有孔板が、前記貫通孔の開口部が形成された一方の面が第1の電極側を他方の面が第2の電極側を向くように配置された容器内に、炭素を含む気体原料を導入し、前記両電極間にプラズマを形成して、前記気体原料を分解することによりアモルファスカーボンナノ粒子を得ることを特徴とするアモルファスカーボンナノ粒子の製造方法。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


アモルファスカーボンは、ダイヤモンド結合(SP)とグラファイト結合(SP)の両方が混在したアモルファス構造を有し、高硬度、低摩擦係数、耐摩耗性、電気絶縁性、耐薬品性等の特性に優れる。また、アモルファスカーボンは、窒素、ホウ素等の原子をドーパントとして添加すると半導体性を付与することができ(特許文献1及び2)、炭素と同族の原子である珪素を添加すると光学ギャップを向上させることができる(特許文献3)。アモルファスカーボンは、このような各種の特性を有するため、最近、その特性を利用した用途開発や、アモルファスカーボン自体の改良が行われている。一方で、近年、ナノ粒子が注目されている。ナノ粒子とは、一般に100nm以下の粒子径を有するナノサイズの粒子のことをいい、粒子をこのようなナノサイズにすると、通常の粒子とは異なる特性が出現する。そのため、ナノ粒子を作製する技術の開発が、様々な材料において行われている。しかしながら、アモルファスカーボンにおいては、粒径を制御して、ナノサイズのアモルファスカーボン粒子を得ることは難しかった。例えば、特許文献1では、プラズマCVD法で基板上に窒素原子を含むアモルファスカーボン薄膜を形成したことが記載され、特許文献2では、同じくプラズマCVD法で基板上にホウ素原子を含むアモルファスカーボン薄膜を形成したことが記載されているが、いずれもアモルファスカーボンナノ粒子を得るものではない。また、特許文献3では、プラズマCVD法で基板上に珪素原子と窒素原子を含むアモルファスカーボン薄膜を形成したことが記載されているが、これもまたアモルファスカーボンナノ粒子を得るものではなかった。

産業上の利用分野


本発明は、アモルファスカーボンナノ粒子の製造方法、アモルファスカーボンナノ粒子の製造に適したプラズマCVD装置及びアモルファスカーボンナノ粒子に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
高周波電力を供給するための第1の電極と、接地された第2の電極が対向するように配置され、前記両電極の間に、貫通孔を有する有孔板が、前記貫通孔の開口部が形成された一方の面が第1の電極側を他方の面が第2の電極側を向くように配置された容器内に、炭素を含む気体原料を導入し、前記両電極間にプラズマを形成して、前記気体原料を分解することによりアモルファスカーボンナノ粒子を得ることを特徴とするアモルファスカーボンナノ粒子の製造方法。

【請求項2】
気体原料が、窒素又はホウ素を含むことを特徴とする請求項1記載のアモルファスカーボンナノ粒子の製造方法。

【請求項3】
気体原料が、珪素を含むことを特徴とする請求項1又は2記載のアモルファスカーボンナノ粒子の製造方法。

【請求項4】
真空容器、
前記真空容器内を減圧下に保持するための排気設備、
第1の電極、
前記第1の電極に高周波電力を供給するための高周波電源、
接地された第2の電極、
貫通孔を有する有孔板、及び
気体原料を前記真空容器内に供給するための原料供給設備
を備え、
前記有孔板が、前記第1の電極と第2の電極の間に、前記貫通孔の開口部が形成された一方の面が第1の電極側を他方の面が第2の電極側を向くように配置されたことを特徴とするプラズマCVD装置。

【請求項5】
平均粒子径が1~100nmであるアモルファスカーボンナノ粒子。

【請求項6】
窒素又はホウ素を含むことを特徴とする請求項5記載のアモルファスカーボンナノ粒子。

【請求項7】
珪素を含むことを特徴とする請求項5又は6記載のアモルファスカーボンナノ粒子。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 公開
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