Top > Search of Japanese Patents > MANUFACTURING METHOD AND APPARATUS FOR SILICON NANOPARTICLES

MANUFACTURING METHOD AND APPARATUS FOR SILICON NANOPARTICLES UPDATE_EN meetings

Patent code P200016975
File No. 2594
Posted date Jun 24, 2020
Application number P2015-209337
Publication number P2017-081770A
Patent number P6614651
Date of filing Oct 23, 2015
Date of publication of application May 18, 2017
Date of registration Nov 15, 2019
Inventor
  • (In Japanese)閻 紀旺
Applicant
  • KEIO UNIVERSITY
Title MANUFACTURING METHOD AND APPARATUS FOR SILICON NANOPARTICLES UPDATE_EN meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to produce silicon nanoparticles having a uniform particle size and crystal structure by using a material of low material cost by a process that is economical and suitable for mass production.
SOLUTION: The manufacturing method comprises: irradiating waste silicon powder 10 with laser emitted from pulse laser 30 through a transparent upper substrate 40 (for example, a glass plate); evaporating a portion of the waste silicon powder 10 by a heating action through laser irradiation and by generation of plasma 12; and depositing crystallized silicon nanoparticles 14 on the lower surface of the upper substrate 40.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

シリコンナノ粒子は、サイズや結晶構造に応じて光学的・電気的特性を制御できるため、次世代太陽電池やデータ記憶素子、量子コンピューターなどのデバイスの高効率化と高機能化に使用される需要が増加している。したがって、サイズや結晶構造を安定して制御できるシリコンナノ粒子製造プロセスが必要不可欠である。

これまでに、イオン注入法、プラズマCVDによるシリコンナノ粒子合成法(非特許文献1)や、化学析出法、電気化学エッチング法(特許文献1)によりシリコン粉末あるいはシリコンウエハからシリコンナノ粒子を製造する方法が提案されている。また、エキシマレーザーアブレーション法によるナノ粒子堆積方法(特許文献2)も提案されている。更に、パルスレーザを用いる方法も提案されている(非特許文献2)。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、シリコンナノ粒子の製造方法及び装置に係り、特に、産業廃棄物から極めて低いコストで、次世代太陽電池やメモリ素子の原料であるシリコン(Si)ナノ粒子を効率よく製造することが可能なシリコンナノ粒子の製造方法及び装置に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
透明な上基板を通して廃シリコン粉末にパルスレーザを照射し、
レーザ照射による加熱作用とプラズマ発生によって廃シリコン粉末の一部を蒸発させ、
結晶化されたシリコンナノ粒子を前記上基板の下面に堆積させることを特徴とするシリコンナノ粒子の製造方法。

【請求項2】
 
前記パルスレーザから照射されるレーザビームが廃シリコン粉末上を走査するようにされていることを特徴とする請求項1に記載のシリコンナノ粒子の製造方法。

【請求項3】
 
前記レーザビームの廃シリコン粉末に対する照射角度が所定範囲とされていることを特徴とする請求項1又は2に記載のシリコンナノ粒子の製造方法。

【請求項4】
 
前記パルスレーザから照射されるレーザビームの累積パルス数を変えることにより、茶色、緑色、又は灰色のシリコンナノ粒子を生成することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のシリコンナノ粒子の製造方法。

【請求項5】
 
廃シリコン粉末が堆積される下基板と、
パルスレーザと、
該パルスレーザで発生したレーザビームを透過させると共に、レーザ照射による加熱作用とプラズマ発生によって蒸発し、結晶化されたシリコンナノ粒子を下面に堆積させる透明な上基板と、
を備えたことを特徴とするシリコンナノ粒子の製造装置。

【請求項6】
 
前記下基板及び上基板を走査するステージを更に備えたことを特徴とする請求項5に記載のシリコンナノ粒子の製造装置。

【請求項7】
 
少なくとも前記下基板及び上基板を収容する容器と、
該容器にガスを供給する手段と、
前記ガスの流量を制御する手段と、
を更に備えたことを特徴とする請求項5又は6に記載のシリコンナノ粒子の製造装置。

【請求項8】
 
前記上基板がガラス板とされていることを特徴とする請求項5乃至7のいずれかに記載のシリコンナノ粒子の製造装置。

【請求項9】
 
前記パルスレーザから照射されるレーザビームの累積パルス数を制御する手段を更に備えたことを特徴とする請求項5乃至8のいずれかに記載のシリコンナノ粒子の製造装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

※Click image to enlarge.

JP2015209337thum.jpg
State of application right Registered
Please contact us by E-mail or facsimile if you have any interests on this patent.


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close