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酸化ガリウムの製造方法

Patent code P210017776
File No. P20190173
Posted date 2021年6月10日
Application number 特願2019-194105
Publication number 特開2021-066636
Date of filing 令和元年10月25日(2019.10.25)
Date of publication of application 令和3年4月30日(2021.4.30)
Inventor
  • 林 大和
  • 高野 裕希
  • 滝澤 博胤
  • 小林 稔季
Applicant
  • 国立大学法人東北大学
Title 酸化ガリウムの製造方法
Abstract 【課題】低温かつ比較的簡単な工程でγ-Gaを製造することができ、製造コストを低減することができる酸化ガリウムの製造方法を提供する。
【解決手段】液体のガリウムと還元剤とを含む原料溶液に対して超音波を照射することにより、少なくとも表面にγ-酸化ガリウム(γ-Ga)の結晶を有する粒子を形成する。
【選択図】図1
Outline of related art and contending technology

酸化ガリウムには、α、β、γ、δ、εの5種類の結晶多形が存在しており、β-酸化ガリウム(β-Ga)が最も安定した構造を有している。γ-酸化ガリウム(γ-Ga)は、酸化ガリウムの準安定構造の一つであり、β-Gaよりも優れた触媒特性を有しているが、β-Gaと比べて合成が困難であるとされている。

従来のγ-Gaの製造方法として、硝酸ガリウム水和物を尿素と共に蒸留水に溶解させた後、それを500℃で燃焼することにより、粒径が4~30 nmのγ-Gaナノ粒子を得る方法(例えば、非特許文献1参照)や、金属ガリウムとモノエタノールアミン溶媒とを用いて、240℃で72時間のソルボサーマル処理を行うことにより、粒径30 nmのγ-Gaナノ粒子を得る方法(例えば、非特許文献2参照)、Ga(NOと尿素とを脱イオン水に溶解させ、150℃で10分のマイクロ波水熱処理を行うことにより、5~7 nmのγ-Gaナノ粒子を得る方法(例えば、非特許文献3参照)が開発されている。

Field of industrial application

本発明は、酸化ガリウムの製造方法に関する。

Scope of claims 【請求項1】
液体のガリウムと還元剤とを含む原料溶液に対して超音波を照射することにより、少なくとも表面にγ-酸化ガリウム(γ-Ga)の結晶を有する粒子を形成することを特徴とする酸化ガリウムの製造方法。

【請求項2】
前記還元剤は、エチレングリコール、ホルムアルデヒド、クエン酸、アスコルビン酸、水酸化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素ナトリウム、水素化アルミニウムリチウム、水素化アルミニウムナトリウム、およびヒドラジンのうちの少なくとも1つから成ることを特徴とする請求項1記載の酸化ガリウムの製造方法。

【請求項3】
前記原料溶液に対して、20kHz乃至500kHzの超音波を、1乃至48時間照射することを特徴とする請求項1または2記載の酸化ガリウムの製造方法。

【請求項4】
前記粒子は、平均粒径が1nm~600nmであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の酸化ガリウムの製造方法。

【請求項5】
前記粒子は、平均粒径が1nm~100nmのγ-酸化ガリウムのナノ粒子であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の酸化ガリウムの製造方法。

【請求項6】
前記超音波を照射後の前記原料溶液を乾燥させることにより、前記粒子を回収することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の酸化ガリウムの製造方法。

【請求項7】
前処理として、前記液体のガリウムを含む溶液に対して超音波を照射した後、その溶液に前記還元剤を加えて前記原料溶液を調製することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の酸化ガリウムの製造方法。

【請求項8】
前記粒子に対して、300℃~500℃または700℃~900℃の熱処理を行うことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の酸化ガリウムの製造方法。
IPC(International Patent Classification)
Drawing

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JP2019194105thum.jpg
State of application right 公開
Reference ( R and D project ) Yamato HAYASHI's Research Webpage
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