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PRODUCTION METHOD FOR FINE PARTICLE ACCUMULATION BODY, AND FINE PARTICLE NARROW LINE ARRAY

Patent code P05P002588
File No. Y2003-P366
Posted date Dec 26, 2005
Application number P2004-114228
Publication number P2005-296747A
Patent number P4679832
Date of filing Apr 8, 2004
Date of publication of application Oct 27, 2005
Date of registration Feb 10, 2011
Inventor
  • (In Japanese)増田 佳丈
  • (In Japanese)河本 邦仁
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
Title PRODUCTION METHOD FOR FINE PARTICLE ACCUMULATION BODY, AND FINE PARTICLE NARROW LINE ARRAY
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fine particle accumulation body having a novel peculiar configuration and provide an inexpensive, easy manufacturing method therefor.
SOLUTION: A substrate of a fine particle accumulation is vertically dipped in a colloid liquid containing fine particles with a definite particle size dispersed therein so as to intersect its liquid level; and the liquid-level lowering speed of the colloid liquid by solvent evaporation is set at a predetermined degree or higher, or the position of the substrate relative to the liquid level of the colloid liquid is relatively displaced upward intermittently at a required speed. Thus is formed a fine particle layer which is in a state of many parallel narrow lines and in which fine particles are regularly accumulated/arranged in a single layer or two or more layers.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


近年、材料を微粒子化することにより発現する新たな特性の研究が盛んになり、更に、そのような微粒子を規則的に多数配列して得られる微粒子集積体の性能を利用する研究も行われている。



一方、周期的に多数配置した多重量子井戸において電子エネルギーの新たなバンド構造が生じるさまを、自然結晶の周期ポテンシャルが自然のバンド構造を生むのに因んで「人工結晶」と呼んでおり、例えば上記した微粒子集積体のように、特定の材料からなる微粒子を規則的に多数配列させることにより光の屈折率を周期的に変調した構造は「フォトニック結晶」と呼ばれている。フォトニック結晶は、レーザーや光の振動モードを人工的に制御すること等を目的とする光学素子への応用が考えられている。



微粒子集積体やその製造方法に関する従来技術としては、例えば、一定の基板上にプローブ等を用いて微粒子を1個ずつ並べる手法、半導体加工技術等の応用により基板に微細・精密な加工を加えて結果的に微粒子集積体を構成する手法等があるが、これらの手法は特殊な装置を必要とし、莫大な時間及びコストを要すると言う問題がある。



最近、微粒子のコロイド状懸濁液を利用して基板上に自己組織的に微粒子集積体を形成しようとする試みが、例えば下記の特許文献1や特許文献2に見られるように、幾つか提案されている。



【特許文献1】
特許第02905712号公報 この特許文献1には、直径が0.1~10μmの微粒子の懸濁液を調製し、これに基板を浸漬した後に引き上げることにより、基板上に微粒子の単層膜を移流集積させ、もってミクロンオーダーの微粒子の最密充填六方格子単層微粒子膜を形成する技術が開示されている。



【特許文献2】
特開平15-201194号公報 この特許文献2には、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン等の微粒子を懸濁させたコロイド溶液を調製し、このコロイド溶液中に縦方向に配向させた2枚の支持板により構成されるギャップモジュールを浸漬し、毛管現象によりギャップモジュールのギャップにコロイド溶液を浸入させつつギャップモジュールを次第に引き上げることにより、このギャップの内部に人工結晶体(微粒子集積体)を形成させる技術が開示されている。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、微粒子集積体の製造方法及び微粒子細線アレイに関する。更に詳しくは、本発明は、いわゆるフォトニック結晶や光学素子等として利用できる微粒子集積体の簡易かつ低コストな製造方法、とりわけ微粒子集積体の新規な形態としての微粒子細線アレイの製造方法と、微粒子細線アレイとに関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
一定の粒径の微粒子が分散されたコロイド液に対して、その液面に交差するように微粒子集積体の基板を縦向きに浸漬し、コロイド液の溶媒を蒸発させてコロイド液の液面近傍の微粒子を順次基板の表面に供給し、溶媒の蒸発によるコロイド液の液面低下速度を一定の程度以上に設定することにより、又は、コロイド液の液面に対する基板の位置を間欠的に所要の速度で上方へ相対的に変位させることにより、多数の前記液面に平行な細線状に微粒子が単層又は2層以上で規則的に集積・配列した微粒子層を基板上に自己組織的に形成させることを特徴とする微粒子集積体の製造方法。

【請求項2】
 
前記多数の細線状の微粒子層の幅と、それらの微粒子層の間隔とを、基板の前記相対的変位の制御によって規則的に調整することを特徴とする請求項1に記載の微粒子集積体の製造方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2004114228thum.jpg
State of application right Registered
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