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PRODUCTION METHOD OF AMORPHOUS CARBON NANOPARTICLE AND AMORPHOUS CARBON NANOPARTICLE

Patent code P160013594
File No. H26-071
Posted date Dec 28, 2016
Application number P2015-045860
Publication number P2016-166102A
Date of filing Mar 9, 2015
Date of publication of application Sep 15, 2016
Inventor
  • (In Japanese)本多 謙介
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人山口大学
Title PRODUCTION METHOD OF AMORPHOUS CARBON NANOPARTICLE AND AMORPHOUS CARBON NANOPARTICLE
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method for obtaining amorphous carbon nanoparticles, and amorphous carbon nanoparticles, and to provide a production method by which amorphous carbon nanoparticles having semiconductivity and/or an enhanced optical band gap can be obtained, and amorphous carbon nanoparticles having the above characteristics.
SOLUTION: The production method of amorphous carbon nanoparticles comprises: introducing a gaseous raw material containing carbon into a chamber in which a first electrode to supply high-frequency power and a grounded second electrode are disposed to oppose to each other and a perforated plate having through-holes is disposed between the electrodes, with one surface of the plate where openings of the through-holes are formed facing the first electrode and the other surface of the place facing the second electrode; and forming plasma between the electrodes and decomposing the gaseous raw material to obtain amorphous carbon nanoparticles.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

アモルファスカーボンは、ダイヤモンド結合(SP3)とグラファイト結合(SP2)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。

Field of industrial application (In Japanese)

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。

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

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JP2015045860thum.jpg
State of application right Published
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