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METHOD FOR PRODUCING Si CLATHRATE meetings

Patent code P110002448
File No. GI-H22-61
Posted date Apr 20, 2011
Application number P2011-091814
Publication number P2012-224488A
Patent number P5626896
Date of filing Apr 18, 2011
Date of publication of application Nov 15, 2012
Date of registration Oct 10, 2014
Inventor
  • (In Japanese)野々村 修一
  • (In Japanese)久米 徹二
  • (In Japanese)伴 隆幸
  • (In Japanese)大橋 史隆
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人岐阜大学
Title METHOD FOR PRODUCING Si CLATHRATE meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a II type silicon clathrate involving sodium stably in large quantities.
SOLUTION: This method for producing a silicon clathrate includes a positive-pressure heating treatment step of heating a silicon wafer and Na in the mixed state at ≤650°C to produce a compound comprising Si and Na, and a negative-pressure heating treatment step of heating the produced compound comprising Si and Na for one hour or longer at a temperature of ≥300°C and ≤450°C under a negative pressure of ≤10-2 Pa. Na is preferably supplied so that the mole ratio to Si used for generating the silicon clathrate becomes >1.0.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)



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。

Field of industrial application (In Japanese)



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。

Scope of claims (In Japanese)
【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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2011091814thum.jpg
State of application right Registered
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