JP2001020073A - 積層した突起物を有する金属酸化物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 断面の円換算径が０．０１〜１００００
μｍであり、かつ断面の円換算径に対する長さの比が１
以上である金属酸化物の突起物を有しており、該突起物
が２層以上の積層した金属酸化物からなる金属酸化物構
造体。 【効果】 本発明の金属酸化物構造体は、狭い面積に数
多くの金属酸化物が積層した突起物を有し、かつ、小さ
な容積で表面積を大きくすることができた。該構造体
は、絶縁体、導電体、固体電解質、蛍光表示管、ＥＬ素
子、セラミックコンデンサー、アクチュエーター、レー
ザー発振素子、冷陰極素子、強誘電体メモリー、圧電
体、サーミスター、バリスタ、超伝導体等の電子材料、
電磁波シールド剤、光誘電体、光スイッチ、光センサ
ー、太陽電池、光波長変換素子、光吸収フィルター等の
光素子、温度センサー、ガスセンサー等のセンサー材
料、表面修飾剤、表面保護剤、反射防止剤、抗菌、防汚
効果等を目的とする表面改質剤、気相や液相やその両方
の相における触媒やその担体等に使用することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２層以上の積層し
た金属酸化物からなる突起物を有する金属酸化物に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】金属酸化物は、セラミックコンデンサ
ー、アクチュエーター、光波長変換素子、レーザー発振
素子、冷陰極素子等の電子材料や光材料、抗菌、防汚効
果等を目的とする表面改質剤、気相や液相やその両方の
相における触媒やその担体等に使用されている。これら
の材料に使用するためには、容積当たりの表面積が大き
いことが望まれる。容積当たりの表面積を大きくするた
めには、例えば積層する技術が従来より行われてきた。
しかし、この方法では容積当たりの表面積を大きくする
ことには限界があった。

【０００３】また、表面積を大きくする方法として多数
の針状結晶を形成する方法もある。従来より、有機金属
熱分解法（以下「ＭＯＣＶＤ法」と記述する）を用いて
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、ＩＶ−ＶＩ族化合物半導
体、元素半導体のいずれか少なくとも一種からなる針状
結晶をＭＯＣＶＤ法を用いて形成する方法が行われてい
る。しかし、この方法では得られる針状結晶はＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体、ＩＶ−ＶＩ族化合物半導体、元素半
導体のいずれかの少なくとも一種からなるものであり、
金属酸化物の形成に関しては公知の文献には教示も示唆
もない。

【０００４】さらに、常圧下、ＭＯＣＶＤ法を用いて金
属酸化物を形成する方法として、例えばジャーナル・オ
ブ・ザ・セラミック・ソサイエティー・オブ・ジャパ
ン，１０５（１９９７年）第５５１頁から第５５４頁
（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅＣｅｒａｍｉｃ Ｓｏ
ｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｊａｐａｎ，１０５（１９９７）ｐ
ｐ．Ｌ５５１〜Ｒ５５４）に記載されている方法があ
る。しかし、該論文中に記載された方法では酸化チタン
薄膜が形成されるのみで、大きな表面積とする方法は開
示されていない。さらに、用途によっては２種類以上の
複数の金属酸化物が容積当たりの表面積が大きい構造体
が必要になる場合がある。特に、用途によってはμｍオ
ーダーで複数の金属酸化物が分散した容積当たりの表面
積が大きい構造体が必要になる場合がある。かかる構造
体を得る方法は未だ開発されていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、特定の形状
を有する突起物が存在することにより、２種類以上の複
数の金属酸化物が積層した、表面積が大きい等の特異な
構造を持った金属酸化物を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、容積当た
りの表面積が大きい突起物を多く有する構造体について
鋭意検討を行った結果、狭い面積に数多くの突起物を有
する金属酸化物を見出し、本発明を完成するに至ったも
のである。すなわち本発明は、（１）断面の円換算径が
０．０１〜１００００μｍであり、かつ断面の円換算径
に対する長さの比が１以上である金属酸化物の突起物を
有しており、該突起物が２層以上の積層した金属酸化物
からなる金属酸化物構造体、（２）突起物が、金属酸化
物面上の１０μｍ×１０μｍの面積当たり０．０１〜１
００００個の密度で存在する（１）記載の金属酸化物構
造体、（３）突起物の中心軸が相互に平行である（１）
又は（２）記載の金属酸化物構造体、

【０００７】（４）金属酸化物が金属酸化物単結晶であ
ることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の
金属酸化物構造体、（５）突起物を構成する金属酸化物
結晶が相互に平行で、かつ結晶軸が同一方向に成長して
いることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載
の構造体、（６）突起物の断面の円換算径に対する長さ
の比の加重平均が５未満である（１）〜（５）のいずれ
かに記載の金属酸化物構造体、（７）突起物の断面の円
換算径に対する長さの比の加重平均が５以上である
（１）〜（５）のいずれかに記載の金属酸化物構造体、

【０００８】（８）突起物の長さの加重平均が１μｍ以
上である（１）〜（７）のいずれかに記載の構造体、
（９）突起物の先端部分のみが２層以上の積層した金属
酸化物からなる（１）〜（８）のいずれかに記載の金属
酸化物構造体、（１０）突起物の先端部分における２層
目以上の層の高さが突起物の側面部分における２層目以
上の層の厚さの１．１倍以上である（１）〜（８）のい
ずれかに記載の金属酸化物構造体、（１１）有機物質、
無機物質、金属から選ばれた少なくとも１種で突起物の
間を固定した（１）〜（１０）のいずれかに記載の金属
酸化物構造体、である。

【０００９】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おける突起物とは、山形の隆起した部分や、塊状、また
は棒状の構造を持った物のことを言う。突起物の大きさ
は、断面の円換算径が０．０１〜１００００μｍである
ことが好ましく、さらに好ましくは０．０１〜１００μ
ｍ、最も好ましくは０．１〜１０μｍである。円換算径
が０．０１μｍ未満の場合には成長した突起物を得るこ
とが困難であり、１００００μｍを越えた場合には突起
物による表面積増加の効果が乏しく好ましくない。

【００１０】また、突起物の形状としては、断面の円換
算径に対する長さの比、すなわちアスペクト比は１以上
である。アスペクト比が小さすぎると突起物による表面
積増加の効果が発現しない。アスペクト比は高ければ高
いほど突起物の効果が発現する。ここで言う断面とは、
突起物の長さの１／２の位置における面のことを意味す
る。

【００１１】また、ここで言う突起物の長さとは、突起
物が面上から実質的に突起している位置から突起物の頂
点までの長さのことを意味する。長さは使用する用途に
よって異なり、特に限定されないが、通常、実用面から
０．１〜１００００μｍが好ましく、より好ましくは１
〜１０００μｍ、さらに好ましくは１０〜５００μｍで
ある。突起物の長さが０．１μｍ未満の場合には突起物
による表面積増加の効果が乏しく、また１００００μｍ
を越えた場合には構造体の強度保持が困難となる。ま
た、ここで言う円換算径とは、例えば画像解析を始めと
する従来公知の方法で断面積を算出し、得られた面積を
円周率πで除したものの平方根の２倍の値で表される。

【００１２】本発明の金属酸化物が複数の突起物を有す
る場合、その各々の突起物は同一の形状とならない場合
がある。即ちアスペクト比や長さの異なる突起物の集合
体となる場合がある。この場合の本発明のアスペクト比
や長さは、平均値で示す。アスペクト比の平均値は、構
造体中心部の２００μｍの断面における突起物のアスペ
クト比の加重平均値で示す。又、長さの平均値は、金属
酸化物面上の１０μｍ×１０μｍの範囲における突起物
の長さの加重平均値で示す。複数の突起物を有する構造
体は、大きく分けて２つに分類できる。即ち、イメージ
として例えば生け花を固定する剣山の様な棒状類似構造
の形状、及びイメージとして例えばアルプスの様な連山
類似構造の形状である。前者の突起物の場合のアスペク
ト比の平均値は、一般に５以上であり、後者の突起物の
場合のアスペクト比の平均値は、一般に５未満である
が、これらは用途によって使い分けることができる。長
さの加重平均値は、両者共１μｍ以上であることがより
好ましい。

【００１３】突起物の形状としては特に限定されない
が、棒状類似構造の形状を持つ構造体の場合、具体的に
は、根元部分から先端部分まで径が変わらないもの、根
元部分からある距離まで径が変わらないもの、突起物の
根元部分の径が小さく先端部に行くにつれ一度径が大き
くなった後再度径が少しずつ減少していくもの、突起物
の根元部分から先端部に行くにつれ径が少しずつ減少し
ていくもの、先端近くのある距離から角錐または角錐台
や円錐または円錐台や半球のような形状を取っているも
の等、及びこれらの組み合わせが挙げられる。好ましく
は角柱状、あるいは、突起物の根元部分の径が小さく一
旦径が大きくなった後角柱状の形状を取るものである。
角柱状の場合、具体的な形状は金属酸化物の結晶構造に
より異なるが、例えば、金属酸化物が酸化亜鉛の場合は
六角柱、酸化アルミニウムの場合は四角柱あるいは六角
柱、酸化チタンの場合は四角柱となることが多い。ま
た、それ以外の多角形を断面の形状に持つ角柱であって
も差し支えない。これらの中でも特に好ましくは一本の
角柱の中で、向かい合った面同志が相互に平行な部分を
持つものである。またこの場合、相互に平行な面を有し
ていれば、突起物がそれ以外の形状を取っていても差し
支えない。

【００１４】突起物先端の大きさは、先端の形状とも関
わってくるために、特に限定されないが、先端の形状が
面である場合は、先端の形状は、例えば円錐台や、角錐
台となる。この場合は、先端の円換算径／断面の円換算
径の比が１未満であることが好ましく、より好ましくは
０．５以下、さらに好ましくは０．３以下である。先端
の形状が線である場合は、先端の形状は、例えば山の稜
線のように、２つ以上の平面が一つの辺でつながった形
状をとる。この場合は、先端の長さ／断面の円換算径の
比が１未満であることが好ましく、より好ましくは０．
５以下、さらに好ましくは０．３以下である。先端の形
状が点である場合は、先端の形状は、例えば円錐や、角
錐となる。この場合は、先端の長さ／断面の円換算径の
比は０となるのでさらに好ましい範囲に入る。

【００１５】突起物はその中心軸が相互に平行であるこ
とが好ましい。また、複数の突起物が相互に平行である
面を持つものでも好ましい。さらに、一本の角柱の中で
向かい合った面同志が相互に平行な部分を持つ突起物同
志が相互に平行な面を持つものも好ましい例である。突
起物は２層以上の積層した金属酸化物からなる。金属酸
化物が積層している形態はいずれの形態であってもよ
い。突起物の先端部分のみに金属酸化物が積層している
形態、突起物部分の先端部分以外の部分に金属酸化物が
積層している形態、突起物部分の先端部分を含んだ部分
に金属酸化物が積層している形態、突起物を有する構造
体の一部または全体に突起物を含んで金属酸化物が積層
している形態など、いずれであって差し支えない。ま
た、他の形態であっても勿論差し支えない。

【００１６】好ましくは突起物の先端部分のみが２層以
上の積層した金属酸化物からなる構造体、先端部分の２
層目以上の層の高さが突起物の側面部分の層の厚さの
１．１倍以上である形態である。ここで言う２層目以上
の層とは、中央部を１層とし、そこから表面に向かって
２層目、３層目と数えられる層のことを言う。また、層
の高さとは、例えば透過型電子顕微鏡を始めとする従来
公知の方法により算出された突起物の頂点の部分から１
層と２層の界面までの最短の距離のことを言う。さら
に、層の厚さとは、例えば透過型電子顕微鏡を始めとす
る従来公知の方法により測定された突起物の長さの１／
２の位置における断面を、例えば画像解析を始めとする
従来公知の方法で１層のみと最外層の各々の断面積を算
出し、得られた面積を円周率πで除したものの平方根の
値の差で表される。

【００１７】なお、本発明中では、積層物中心から表面
に向かって１層、２層または２層以上、３層と表記す
る。複数の突起物が存在する場合、金属酸化物からなる
突起物の総数に対する、２層以上の積層した金属酸化物
からなる突起物の個数の割合はいずれであってもよい。
金属酸化物からなる突起物の総数に対する、２層以上の
積層した金属酸化物からなる突起物の個数の割合は好ま
しくは０．２以上、より好ましくは０．５以上、さらに
好ましくは０．７以上である。

【００１８】突起物が面上に存在する割合としては、１
０μｍ×１０μｍの面積当たり０．０１〜１００００個
であることが好ましく、より好ましくは０．０１〜１０
００個、さらに好ましくは１〜５００個である。この値
が０．０１個未満である場合は、突起物による表面積増
加の効果が乏しく、１００００個を越える場合は、成長
した突起物を得ることが困難であり、好ましくない。本
発明における構造体は金属酸化物からなる。本発明にお
ける金属酸化物とは、金属種が、周期律表において水素
を除く１族、２族、ホウ素を除く１３族、炭素を除く１
４族、窒素とリンと砒素を除く１５族、Ｐｏ及び３、
４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２族に属する
各元素である金属の酸化物である。

【００１９】金属種としては、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、
Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａ
ｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓ
ｂ、Ｂｉ、Ｐｏ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｔｈ、Ｃｅ、Ｐｒ、
Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅ
ｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、
Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｒ
ｕ、Ｏｓ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃ
ｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ等が挙げられ、これ
らのなかでも、好ましくはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃ
ｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉ
ｎ、Ｔｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓ
ｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｔｈ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔ
ａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｏｓ、
Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａ
ｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇであり、さらに好ましくは、Ｌ
ｉ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｉ、
Ｓｎ、Ｐｂ、Ｔｈ、Ｙ、Ｃｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、
Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐ
ｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｃｄである。

【００２０】これらの金属は単独でも使用できるし、二
種以上を組み合わせて使用することもできる。例えば、
ＭｇＯ、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、Ｉｎ₂ Ｏ₃ 、ＳｉＯ₂ 、Ｓｎ
Ｏ₂ 、ＴｉＯ₂ 、ＺｎＯ、チタン酸バリウム、ＳｒＴｉ
Ｏ₃ 、ＬｉＮｉＯ₃ 、ＰＺＴ〔Ｐｂ（Ｚｒ_x Ｔｉ_1-x ）
Ｏ₃ 〕、ＹＢＣＯ（ＹＢａＣｕ₃ Ｏ_7-x ）、ＹＳＺ（イ
ットリア安定化ジルコニア）、ＹＡＧ（Ｙ₃ Ａｌ
₅ Ｏ₁₂、または３Ｙ₂ Ｏ₃ ・５Ａｌ₂ Ｏ₃ ）、ＩＴＯ
（Ｉｎ₂ Ｏ₃ ／ＳｎＯ₂ ）等が挙げられる。また、アル
カリ金属と他の金属を組み合わせて使用することもでき
る。例えば、Ｔａ、Ｎｂとアルカリ金属等を組み合わせ
てＫＴａＯ₃ や、ＮｂＬｉＯ₃ のような複合酸化物を形
成させて、金属酸化物とすることができる。

【００２１】金属酸化物は、基本的には結晶質、非晶質
を問わないが、結晶質であることがより好ましい。結晶
質は一種以上の単結晶であっても、多結晶であっても、
非晶部と結晶部を同時に有する一種以上の半結晶性物質
であっても、また、これらの混合物であってもよい。特
に好ましくは単結晶である。また、二種類以上の金属酸
化物を用いる場合、積層構造を取ってさえいれば、一層
中に含まれる金属酸化物種が混合されていても、組成の
異なる金属酸化物の層が積層されていてもよい。本発明
における金属酸化物構造体は、一般に突起物である金属
酸化物と、突起物が存在している突起物を除いた金属酸
化物部分とからなる。突起物と突起物を除いた金属酸化
物の部分の金属酸化物種は同じであっても異なっていて
もよい。好ましくは同じ種類である。

【００２２】突起物を除いた金属酸化物の形状は、実質
的に平面及び／または曲面を有していればいずれでもよ
いが、板状がより好ましい。また、板状の場合、突起を
有する面の面積が他の面と比較して最大である面である
ことが好ましい。突起を有する面の大きさは特に問わな
いが、板状である場合、その厚さは、０．００１μｍ〜
１００ｍｍであることが好ましく、さらに好ましくは
０．００２μｍ〜５０ｍｍ、最も好ましくは０．００５
μｍ〜１０ｍｍである。本発明の構造体は、金属酸化物
を基板としてその上に金属酸化物の突起物が存在したも
のあるいは金属酸化物以外の材料を基板としたものも含
む。例えば、次に例示する製造方法によれば、通常基板
上にまず金属酸化物薄膜が形成されその上に突起物が成
長してゆく。基板が金属酸化物以外の場合も金属酸化物
薄膜の上に突起物が存在することになり、この金属酸化
物薄膜上に金属酸化物の突起物が存在する構造体も本発
明の金属酸化物構造体に含まれる。突起物を除いた金属
酸化物と基板を合わせた形状が板状である場合、その厚
さは、実用面から０．０１ｍｍ〜１００ｍｍであること
が好ましく、さらに好ましくは０．０２ｍｍ〜５０ｍ
ｍ、最も好ましくは０．０５ｍｍ〜１０ｍｍである。

【００２３】次に、本発明における金属酸化物を形成す
る好ましい方法について述べる。本発明における金属酸
化物は、例えば、金属酸化物の原料である金属化合物を
気体及び／又は微粒子とし、酸素、水、アンモニア等と
反応させることにより製造することができる。この際、
金属化合物は、目的とする構造体の金属酸化物中の金属
を有し、酸素、水、アンモニア等と反応して酸化物を形
成する金属化合物であれば特に限定されない。

【００２４】このような金属化合物として、例えば、金
属または金属類似元素の原子に、アルコールの水酸基の
水素が金属で置換されたアルコキシド類、金属または金
属類似元素の原子にアセチルアセトン、エチレンジアミ
ン、ビピペリジン、ビピラジン、シクロヘキサンジアミ
ン、テトラアザシクロテトラデカン、エチレンジアミン
テトラ酢酸、エチレンビス（グアニド）、エチレンビス
（サリチルアミン）、テトラエチレングリコール、アミ
ノエタノール、グリシン、トリグリシン、ナフチリジ
ン、フェナントロリン、ペンタンジアミン、ピリジン、
サリチルアルデヒド、サリチリデンアミン、ポルフィリ
ン、チオ尿素などから選ばれる配位子を１種あるいは２
種以上有する各種の錯体、配位子としてカルボニル基を
有するＦｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｖ、Ｗ、
Ｒｕなどの各種金属カルボニル、さらに、カルボニル
基、アルキル基、アルケニル基、フェニルあるいはアル
キルフェニル基、オレフィン基、アリール基、シクロブ
タジエン基をはじめとする共役ジエン基、シクロペンタ
ジエニル基をはじめとするジエニル基、トリエン基、ア
レーン基、シクロヘプタトリエニル基をはじめとするト
リエニル基などから選ばれる配位子を１種あるいは２種
以上有する各種の金属化合物、ハロゲン化金属化合物を
使用することができる。また、金属錯体も使用できる。
この中でも、アセチルアセトン等の錯体、アルコキシド
類がより好ましく用いられる。

【００２５】本発明における錯体としては、金属にβ−
ジケトン類、ケトエステル類、ヒドロキシカルボン酸類
またはその塩類、各種のシッフ塩基類、ケトアルコール
類、多価アミン類、アルカノールアミン類、エノール性
活性水素化合物類、ジカルボン酸類、グリコール類、フ
ェロセン類などの配位子が１種あるいは２種以上結合し
た化合物が挙げられる。

【００２６】本発明に用いられる錯体の配位子となる化
合物の具体例としては、例えば、アセチルアセトン、エ
チレンジアミン、トリエチレンジアミン、エチレンテト
ラミン、ビピペリジン、シクロヘキサンジアミン、テト
ラアザシクロテトラデカン、エチレンジアミンテトラ酢
酸、エチレンビス（グアニド）、エチレンビス（サリチ
ルアミン）、テトラエチレングリコール、ジエタノール
アミン、トリエタノールアミン、酒石酸、グリシン、ト
リグリシン、ナフチリジン、フェナントロリン、ペンタ
ンジアミン、サリチルアルデヒド、カテコール、ポルフ
ィリン、チオ尿素、８−ヒドロキシキノリン、８−ヒド
ロキシキナルジン、β−アミノエチルメルカプタン、ビ
スアセチルアセトンエチレンジイミン、エリオクロムブ
ラックＴ、オキシン、キナルジン酸サリチルアルドキシ
ム、ピコリン酸、グリシン、ジメチルグリオキシマト、
ジメチルグリオキシム、α−ベンゾインオキシム、Ｎ，
Ｎ’−ビス（１−メチル−３−オキソブチリデン）エチ
レンジアミン、

【００２７】３−｛（２−アミノエチル）アミノ｝−１
−プロパノール、３−（アミノエチルイミノ）−２−ブ
タンオキシム、アラニン、Ｎ，Ｎ’−ビス（２−アミノ
ベンジリデン）エチレンジアミン、α−アミノ−α−メ
チルマロン酸、２−｛（３−アミノプロピル）アミノ｝
エタノール、アスパラギン酸、１−フェニル−１，３，
５−ヘキサントリオン、５，５’−（１，２−エタンジ
イルジニトリロ）ビス（１−フェニル−１，３−ヘキサ
ンジオン）、１，３−ビス｛ビス［２−（１−エチルベ
ンズイミダゾリル）メチル］アミノ｝−２−プロパノー
ル、１，２−ビス（ピリジン−α−アルジミノ）エタ
ン、１，３−ビス｛ビス（２−ピリジルエチル）アミノ
メチル｝ベンゼン、１，３−ビス｛ビス（２−ピリジル
エチル）アミノメチル｝フェノール、２，２’−ビピペ
リジン、２，６−ビス｛ビス（２−ピリジルメチル）ア
ミノメチル｝−４−メチルフェノール、２，２’−ビピ
リジン、２，２’−ビピラジン、ヒドロトリス（１−ピ
ラゾリル）ホウ酸イオン、

【００２８】カテコール、１，２−シクロヘキサンジア
ミン、１，４，８，１１−テトラアザシクロドデカン、
３，４：９，１０−ジベンゾ−１，５，８，１２−テト
ラアザシクロテトラデカン−１，１１−ジエン、２，６
−ジアセチルピリジンジオキシム、ジベンジルスルフィ
ド、Ｎ−｛２−（ジエチルアミノ）エチル｝−３−アミ
ノ−１−プロパノール、ｏ−フェニレンビス（ジメチル
ホスフィン）、２−｛２−（ジメチルアミノ）エチルチ
オ｝エタノール、４，４’−ジメチル−２，２’−ビピ
リジン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−１，２−シクロヘキサン
ジアミン、ジメチルグリオキシム、１，２−ビス（ジメ
チルホスフィノ）エタン、１，３−ビス（ジアセチルモ
ノオキシムイミノ）プロパン、３，３’−トリメチレン
ジニトロビス（２−ブタンオキシム）１，５−ジアミノ
−３−ペンタノールジピバロイルメタン、１，２−ビス
（ジフェニルホスフィノ）エタン、ジエチルジチオカル
バミン酸イオン、Ｎ，Ｎ’−ビス｛２−（Ｎ，Ｎ’−ジ
エチルアミノエチル）アミノエチル｝オキサミド、エチ
レンジアミンテトラ酢酸、７−ヒドロキシ−４−メチル
−５−アザヘプト−４−エン−２−オン、２−アミノエ
タノール、

【００２９】Ｎ，Ｎ’−エチレンビス（３−カルボキシ
サリチリデンアミン）、１，３−ビス（３−ホルミル−
５−メチルサリチリデンアミノ）プロパン、３−グリシ
ルアミノ−１−プロパノール、グリシルグリシン、Ｎ’
−（２−ヒドロキシエチル）エチレンジアミントリ酢
酸、ヘキサフルオロアセチルアセトン、ヒスチジン、
５，２６：１３，１８−ジイミノ−７，１１：２０，２
４−ジニトロジベンゾ［ｃ，ｎ] −１，６，１２，１７
−テトラアザシクロドコシン、２，６−ビス｛Ｎ−（２
−ヒドロキシフェニル）イミノメチル｝−４−メチルフ
ェノール、５，５，７，１２，１２，１４−ヘキサメチ
ル−１，４，８，１１−テトラアザシクロテトラデカン
−Ｎ，Ｎ”−ジ酢酸、１，２−ジメチルイミダゾール、
３，３’−エチレンビス（イミノメチリデン）−ジ−
２，４−ペンタンジオン、Ｎ，Ｎ’−ビス（５−アミノ
−３−ヒドロキシペンチル）マロンアミド、メチオニ
ン、

【００３０】２−ヒドロキシ−６−メチルピリジン、メ
チルイミノジ酢酸、１，１−ジシアノエチレン−２，２
−ジチオール、１，８−ナフチリジン、３−（２−ヒド
ロキシエチルイミノ）−２−ブタノンオキシム、２，
３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチルポ
ルフィリン、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８
−オクタメチルポルフィリン、シュウ酸、オキサミド、
２−ピリジルアルドキシム、３−｛２−（２−ピリジ
ル）エチルアミノ｝−１−プロパノール、３−（２−ピ
リジルエチルイミノ）−２−ブタノンオキシム、２−ピ
コリルアミン、３−（２−ピリジルメチルイミノ）−２
−ブタノンオキシム、二亜リン酸二水素イオン、３−ｎ
−プロピルイミノ−２−ブタノンオキシム、プロリン、
２，４−ペンタンジアミン、ピリジン、Ｎ，Ｎ’−ジピ
リドキシリデンエチレンジアミン、

【００３１】Ｎ−ピリドキシリデングリシン、ピリジン
−２−チオール、１，５−ビス（サリチリデンアミノ）
−３−ペンタノール、サリチルアルデヒド、Ｎ−サリチ
リデンメチルアミン、サリチル酸、Ｎ−（サリチリデ
ン）−Ｎ’−（１−メチル−３−オキソブチリデン）エ
チレンジアミン、サリチリデンアミン、Ｎ，Ｎ’−ジサ
リチリデン−２，２’−ビフェニリレンジアミン、Ｎ，
Ｎ’−ジサリチリデン−２−メチル−２−（２−ベンジ
ルチオエチル）エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジサリチ
リデン−４−アザ−１，７−ヘプタンジアミン、Ｎ，
Ｎ’−ジサリチリデンエチレンジアミン、Ｎ−サリチリ
デングリシン、サリチルアルドキシム、Ｎ，Ｎ’−ジサ
リチリデン−ｏ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジサ
リチリデントリメチレンジアミン、３−サリチリデンア
ミノ−１−プロパノール、テトラベンゾ［ｂ，ｆ，ｊ，
ｎ］−１，５，９，１３−テトラアザシクロヘキサデシ
ン、

【００３２】１，４，７−トリアザシクロノナン、５，
１４−ジヒドロジベンゾ［ｂ，ｉ］−１，４，８，１１
−テトラアザシクロテトラデシン、トリス（２−ベンズ
イミダゾリルメチル）アミン、６，７，８，９，１６，
１７，１８，１９−オクタヒドロジシクロヘプタ［ｂ，
ｊ］−１，４，８，１１−テトラアザシクロテトラデセ
ン、４，６，６−トリメチル−３，７−ジアザノン−３
−エン−１，９−ジオール、トリス（３，５−ジメチル
−１−ピラゾリルメチル）アミン、２，２’：６’，
２”−テルピリジン、５，７，７，１２，１４，１４−
ヘキサメチル−１，４，８，１１−テトラアザシクロテ
トラデカン、テトラヒドロフラン、トリス（２−ピリジ
ルメチル）アミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル
尿素、

【００３３】Ｎ，Ｎ’−ビス（３−アミノプロピル）オ
キサミド、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ピリ
ジルメチル）エチレンジアミン、ａｌｌ−ｃｉｓ−５，
１０，１５，２０−テトラキス｛２−（２，２’−ジメ
チルプロピオンアミド）フェニル｝ポルフィリン、５，
１０，１５，２０−テトラフェニルポルフィリン、１，
４，７−トリス（２−ピリジルメチル）−１，４，７−
トリアザシクロノナン、ヒドロトリス（１−ピラゾリ
ル）ボレイト、３，３’４−トリメチルジピロメテン、
トリメチレンジアミンテトラ酢酸、３，３’５，５’−
テトラメチルジピロメテン、５，１０，１５，２０−テ
トラキス（ｐ−トリポルフィリン）などが挙げられる。

【００３４】金属酸化物を形成する際に、特定の基板を
用いて金属酸化物を形成することがより好ましい。金属
酸化物を形成する方法として、金属化合物の気体及び／
又は微粒子を基板表面で金属酸化物に反応させる方法、
微粒子となった金属酸化物を析出及び／又は積層する方
法等いずれの方法でもよい。また、この両方の方法を併
用することもできる。ここで言う特定の基板とは、例え
ば、酸化アルミニウムのような金属酸化物単結晶板、半
導体単結晶、通常のセラミック、シリコンを含む金属、
ガラス、プラスチック等のことを言う。ガラス、プラス
チックを使用する際は、表面が配向処理されていること
が好ましい。これらの中で好ましく用いられるのはシリ
コンを含む金属、金属酸化物、及びＺｎＴｅ、ＧａＰ、
ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の半導体単結晶である。基板として
好ましく用いられる単結晶種を選択する一つの要因とし
て、形成される金属酸化物結晶種の格子定数と基板とし
て用いられる単結晶種の格子定数が近いことが挙げられ
る。格子定数は広角Ｘ線回折法等従来公知の方法で測定
できる。この値は、〔形成される金属酸化物結晶種が基
板に接する面の格子定数〕／〔基板として用いられる単
結晶種が形成される金属酸化物結晶と接する面の格子定
数〕で表される比が０．８〜１．２であることが好まし
く、０．９〜１．１であることがさらに好ましく、０．
９５〜１．０５であることが特に好ましい。

【００３５】特に好ましく用いられるのは、具体的には
シリコン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、Ｓｒ
ＴｉＯ₃ 等の金属酸化物単結晶である。この場合の結晶
は一種以上の単結晶であっても、多結晶であっても、非
晶部と結晶部を同時に有する一種以上の半結晶性物質で
あっても、また、これらの混合物であってもよい。最も
好ましくは単結晶である。この場合、基板表面は単結晶
の特定の面になっていることが好ましい。具体的には、
例えば、形成する金属酸化物として酸化チタンを選択し
た場合には、酸化マグネシウム基板では（１００）面、
形成する金属酸化物として酸化亜鉛を選択しだ場合に
は、シリコン基板では（１１１）面、酸化アルミニウム
基板では（０００１）面、ＳｒＴｉＯ₃ 基板では（００
１）面であることがより好ましい。また、基板は金属酸
化物構造体中に含まれていても含まれていなくてもよ
い。

【００３６】実際に金属酸化物を形成する手順を述べ
る。まず、金属化合物を気体及び／又は微粒子にする。
突起物を有する金属酸化物を得るためには、この際の温
度条件を制御することが重要である。この際の温度は用
いる金属化合物により異なる。好ましくは金属化合物が
気化する温度、あるいはそれ以上に加熱される温度であ
り、特に好ましくは３０〜６００℃であり、最も好まし
くは５０〜３００℃である。

【００３７】こうして気体及び／又は微粒子となった金
属化合物によりそのまま金属酸化物を形成しても、他の
気体を媒体として吹き付けられて金属酸化物を形成して
もどちらでもよい。好ましくは他の気体を媒体として吹
き付けられて金属酸化物を形成する方法である。この場
合、気体の流量は、金属化合物を気体及び／又は微粒子
とする温度や金属酸化物を形成する場の雰囲気とも関連
する。この気体の流量は、特に、通常の室温、常圧雰囲
気下では流量を金属化合物加熱槽の体積で除じた値で示
される空間体積値が２０／分以下が好ましい。さらに好
ましくは５／分以下である。気体及び／又は微粒子とな
った金属化合物の量は過飽和度によっても制御される。
本発明中の過飽和度は、［（実際の蒸気圧−平衡蒸気
圧）／平衡蒸気圧］×１００で規定される。本発明中の
金属酸化物を得るためには、過飽和度は１％以上である
ことが好ましく、さらに好ましくは１０％以上であり、
特に好ましくは２０％以上である。

【００３８】気体及び／又は微粒子となった金属化合物
を吹き付ける場合に用いられる媒体としての気体は、使
用する金属化合物と反応するものでなければ、特に限定
はされない。具体的には、窒素ガスやヘリウム、ネオ
ン、アルゴン等の不活性ガス、炭酸ガス、有機弗素ガ
ス、あるいはヘプタン、ヘキサン等の有機物質等が挙げ
られる。これらのうちで、安全性、経済性の上から不活
性ガスが好ましい。特に窒素ガスが経済性の面より最も
好ましい。

【００３９】気体及び／又は微粒子となった金属化合物
を気体で吹き付けて金属酸化物を基板上で形成する場合
には、金属化合物の吹き出し口と金属酸化物表面の距離
は、どれだけの大きさの金属酸化物を形成するかによっ
て異なるが、この距離は、吹き出し口と金属酸化物表面
の距離／開口部の長軸の長さの比で規定することが好ま
しい。この値は好ましくは０．０１〜１、さらに好まし
くは０．０５〜０．７、特に好ましくは０．１〜０．５
である。この比はまた吹き出し口の形状によっても異な
るが、１以上では、金属化合物が有効に金属酸化物に変
換されず効率が悪く、好ましくない。金属酸化物が形成
される際の基板自身の温度は、基板近傍及び表面で固体
金属酸化物が形成される温度であれば特に限定されない
が、この温度は形成された金属酸化物の形状に影響を与
える。好ましくは０〜１０００℃、さらに好ましくは２
０〜９００℃、特に好ましくは１００〜９００℃であ
る。

【００４０】積層した金属酸化物を形成する方法として
は得られた構造体が本明細書の記載中に例示されている
範囲であればいずれであっても差し支えない。一般的に
は、１層目の金属酸化物の突起物を有する金属酸化物構
造体が形成された後、２層目の金属酸化物構造体を形成
する方法が用いられる。具体的には、１層目の金属酸化
物構造体が形成された後に大気圧解放ＣＶＤ法を始めと
したＣＶＤ法、従来公知の焼き付け、蒸着、スパッタリ
ング、ディッピング、及び溶液鍍金等の鍍金、塗布、印
刷等により２層目以上の層を形成する方法が挙げられ
る。勿論他の方法であっても差し支えない。

【００４１】好ましくは１層目の金属酸化物構造体が形
成された後に大気圧解放ＣＶＤ法を始めとしたＣＶＤ法
により積層する方法であり、さらに好ましくは上述した
好ましい金属酸化物構造体を形成する方法である大気圧
解放ＣＶＤ法により１層目の金属酸化物構造体を形成し
た後に、金属化合物種を変えて大気圧解放ＣＶＤ法によ
り２層目以降の金属酸化物層を１層目の金属酸化物構造
体上で形成する方法である。

【００４２】本発明における金属酸化物構造体が形成さ
れる条件は、基板上に吹き付ける金属酸化物の濃度、温
度、基板温度のみでは必ずしも決定されない。例えば、
金属化合物が放出される温度、基板の温度とのバランス
で本発明の針状金属酸化物構造体が得られる。即ち、基
板上に吹き付ける金属化合物の濃度、放出速度、温度あ
るいは基板温度等を制御することが本発明の針状金属酸
化物構造体を得るための重要な要因となる。また、金属
酸化物を積層する際には、形成される金属酸化物種ごと
に金属化合物が放出される温度、基板の温度とのバラン
スにより決定された条件により本発明の針状金属酸化物
構造体が得られる。

【００４３】基板が金属酸化物である場合、金属酸化物
は基板上にエピタキシャル成長をしていることがより好
ましい。金属酸化物が基板上でエピタキシャル成長して
いるかどうかは、通常のＸ線回折法により確認すること
ができる。特に、φスキャン法により基板、及び金属酸
化物の面内方位関係を観察することにより確認する方法
が好ましく用いられる。金属酸化物上の突起物が金属酸
化物結晶である場合、結晶軸が同一方向にある（結晶軸
方位が揃っている）ことが好ましい。例えば、Ｘ線ロッ
キング曲線法において測定される結晶軸方位のゆらぎが
１０度以内であることが好ましい。さらに好ましくは５
度以内である。

【００４４】系内に酸素、水、アンモニア等が存在する
と、放出する前に装置内で金属酸化物の形成が起こり、
詰まり等が発生し、望みの形態を持った金属酸化物を得
ることができず好ましくない。但し、金属化合物が酸
素、水、アンモニア等との反応速度が極めて遅い場合
は、予め系内に酸素、水、アンモニア等を共存させる場
合もある。気体及び／又は微粒子となった金属化合物と
基板が存在する雰囲気は、減圧下であってもよいし、常
圧下あるいは加圧下であってもよい。しかしながら、高
度な減圧下、例えば超真空下で実施すると、金属酸化物
の成長速度が遅く、生産性に劣り好ましくない。加圧下
で実施する場合、金属酸化物の成長速度には問題ない
が、加圧するための設備が必要となる。通常０．００１
〜２０気圧で実施することが好ましく、さらに好ましく
は０．１〜１０気圧である。最も好ましくは常圧であ
る。

【００４５】金属酸化物を形成するのに必要な反応時間
は、特に限定されない。反応条件や原料の種類によって
も異なり、例えば原料に亜鉛アセチルアセトネートを用
いた場合は通常の室温、常圧雰囲気下では１０分以上が
好ましい。さらに好ましくは３０分以上、特に好ましく
は１時間以上である。また、原料としてテトライソプロ
ポキシチタネートを用いた場合は通常の室温、常圧雰囲
気下では３分以下が好ましい。さらに好ましくは９０秒
以下である。

【００４６】金属酸化物を形成する際には、金属化合物
を混合して気体及び／又は微粒子にすることもできる
し、気体及び／又は微粒子にした金属化合物を混合させ
てもよい。また、この両方の方法を併用することもでき
る。本発明中で好ましく用いられる反応装置の一例の概
略図を図１に示す。Ｎ₂ は液体窒素トラップにより脱水
される。金属化合物加熱槽で金属化合物はヒーターによ
り加熱され気体及び／又は微粒子になり、Ｎ₂ によりノ
ズル、スリットを経由して基板上に吹き付けられる。加
熱槽以降のラインはリボンヒーターで加熱されている。
基板には（０００１）面がスリットに向いたＡｌ₂ Ｏ₃
単結晶板を用いている。ヒーターにより加熱された基板
上で金属化合物は本発明中記載の金属酸化物を形成す
る。

【００４７】本発明における金属酸化物は、通常突起物
の間に空隙がある。使用状況によっては使用時に変形が
起こる可能性がある。すなわち物理的応力により、多く
の棒状体がなぎ倒されたような状況になる可能性があ
る。これを防ぐために、例えば熱可塑性樹脂、熱硬化性
樹脂、エラストマー、シアノアクリレートのような瞬間
接着剤等の有機物質、ガラス、セラミック等の無機物
質、金属等で突起物の間を固定することもできる。

【００４８】突起物を固定する為に用いられる熱可塑性
樹脂としては、低、中、高密度ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリス
チレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体（以下
「ＳＡＮ樹脂」と略記する）、アクリロニトリル−ブタ
ジエン−スチレン共重合体（以下「ＡＢＳ樹脂」と略記
する）、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネー
ト、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフ
タレート、ポリフェニレンエーテル、ポリメチルメタア
クリレート、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリ
エーテルイミド、ポリアリレート、ポリフェニレンサル
ファイト、スチレン−ブタジエン共重合体及びその水素
添加組成物等、及びこれら２種類以上の組み合わせのポ
リマーブレンド及び共重合体、例えば、ポリカーボネー
トとアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合
体、ポリフェニレンエーテルとポリスチレン等を挙げる
ことができる。

【００４９】突起物を固定する為に用いられる熱硬化性
樹脂としては、エポキシ樹脂、ＤＦＫ樹脂、キシレン樹
脂、グアナミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ビニル
エステル樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、フラン樹脂、ポリイミド、ポリ（ｐ−ヒドロキシ安
息香酸）、ポリウレタン、マレイン酸樹脂、メラミン樹
脂、ユリア樹脂などを挙げることができる。突起物を固
定する為に用いられるエラストマーとしては、天然ゴム
やブタジエンゴム、シリコーンゴム、ポリイソプレンゴ
ム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチ
ルゴム、イソブチレンゴム、スチレン・ブタジエンゴ
ム、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体
ゴム、アクリルゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴ
ム、塩酸ゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、多
硫化ゴム等の合成のゴム、等が挙げられる。その他ポリ
テトラフルオロエチレン、石油樹脂、アルキド樹脂等も
用いることができる。

【００５０】さらに、突起物の間を固定された本発明に
おける金属酸化物は、突起物のみを取り出された状態で
も使用することができる。本発明における金属酸化物
は、例えばそれをコンデンサー等の用途に使用する場合
は、導電性物質を被覆して使用することができる。本発
明における導電性物質とは、固有抵抗率が１０Ω／ｍ以
下であるものを言う。好ましくは、１Ω／ｍ以下であ
る。具体的には、金属及び／又は金属ペースト、ＩＴＯ
（Ｉｎ₂ Ｏ₃ ／ＳｎＯ₂ ）、導電性樹脂、炭素薄膜、ダ
イヤモンド薄膜等である。金属の種類は特に限定されな
いが、具体例としては、銅、ニッケル、クロム、鉄、
金、銀、パラジウム、アルミニウム、亜鉛、錫、シリコ
ン、チタン及びこれらの合金が挙げられる。

【００５１】本発明における好ましい構造体の一例の模
式図を図２〜５に示す。図２は突起物の先端部のみが金
属酸化物２層で積層されたものであり、図３は突起物の
先端部のみが金属酸化物２層、金属酸化物３層で積層さ
れたものであり、図４は突起物の先端部及び側面部が金
属酸化物２層で積層されたものであり、図５は突起物の
先端部、側面部及び基材表面部が金属酸化物２層で積層
されたものである。本発明中の金属酸化物は、絶縁体、
導電体、固体電解質、蛍光表示管、ＥＬ素子、セラミッ
クコンデンサー、アクチュエーター、レーザー発振素
子、冷陰極素子、強誘電体メモリー、圧電体、サーミス
ター、バリスタ、超伝導体等の電子材料、電磁波シール
ド材、光誘電体、光スイッチ、光センサー、太陽電池、
光波長変換素子、光吸収フィルター等の光素子、温度セ
ンサー、ガスセンサー等のセンサー材料、表面修飾剤、
表面保護剤、反射防止剤、抗菌、防汚効果等を目的とす
る表面改質剤、気相や液相やその両方の相における触媒
やその担体等に使用することができる。

【００５２】

【発明の実施の形態】以下、実施例によって本発明をさ
らに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によ
り何ら限定されるものではない。

【００５３】

【実施例】図１に概略図を示した装置を用いた。金属化
合物加熱槽にＺｎ（Ｃ₅ Ｈ₇ Ｏ₂）₂ を仕込んだ。金属
化合物加熱槽を加熱して内温を１１５℃にした。吹き出
しスリットの真下にＡｌ₂ Ｏ₃ 単結晶２個を５５０℃に
加熱し、（０００１）面がスリットに向くようにセット
した。金属化合物加熱槽に１．２ｄｍ³ ／分の流量で乾
燥窒素ガスを導入し、Ｚｎ（Ｃ₅ Ｈ₇ Ｏ₂ ）₂ をＡｌ₂
Ｏ₃ 単結晶上に吹き付けた。吹き付け開始から２０分
後、Ｚｎ（Ｃ₅ Ｈ₇ Ｏ₂ ）₂ を吹き付けることを中止し
た。これを金属化合物１と表記する。

【００５４】金属酸化物１のひとつを取り出し、スパッ
タリングにより導電性物質として金を金属酸化物全体に
蒸着した後、走査型電子顕微鏡（以下「ＳＥＭ」と記述
する）による観察を行った。突起物の大きさの平均値は
旭化成工業（株）製画像解析装置ＩＰ−１０００を用い
て算出した。突起物の平均長さは３．６μｍであり、突
起物断面の円換算径は０．８μｍであった。

【００５５】その後、金属化合物加熱槽にＭｇ（Ｃ₅ Ｈ
₇ Ｏ₂ ）₂ をＺｎ（Ｃ₅ Ｈ₇ Ｏ₂ ） ₂ に替えて仕込み、
金属化合物加熱槽を加熱して内温を２５０℃にした。吹
き出しスリットの真下に金属化合物１のもうひとつをを
６００℃に加熱し、基板Ａｌ ₂ Ｏ₃ 単結晶の（０００
１）面がスリットに向くようにセットした。金属化合物
加熱槽に１．２ｄｍ³ ／分の流量で乾燥窒素ガスを導入
し、Ｍｇ（Ｃ₅ Ｈ₇ Ｏ₂）₂ を金属酸化物１上に吹き付
けた。吹き付け開始から１０分後、得られた金属酸化物
をＡｌ₂ Ｏ₃ 単結晶ごと取り外した。

【００５６】得られた金属酸化物は、スパッタリングに
より導電性物質として金を金属酸化物全体に蒸着した
後、ＳＥＭによる観察を行った。この際、構造体の立体
的な形状を明らかにするために、得られた構造体を断面
方向からＳＥＭ観察を行った。得られたＳＥＭ画像を図
６に示す。さらに、得られた金属酸化物の突起物の大き
さの平均値を旭化成工業（株）製画像解析装置ＩＰ−１
０００を用いて算出した。突起物の平均長さは５μｍで
あり、突起物断面の円換算径は１．１μｍであった。

【００５７】

【発明の効果】本発明の金属酸化物構造体は、狭い面積
に数多くの金属酸化物が積層した突起物を有し、かつ、
小さな容積で表面積を大きくすることができた。該構造
体は、絶縁体、導電体、固体電解質、蛍光表示管、ＥＬ
素子、セラミックコンデンサー、アクチュエーター、レ
ーザー発振素子、冷陰極素子、強誘電体メモリー、圧電
体、サーミスター、バリスタ、超伝導体等の電子材料、
電磁波シールド剤、光誘電体、光スイッチ、光センサ
ー、太陽電池、光波長変換素子、光吸収フィルター等の
光素子、温度センサー、ガスセンサー等のセンサー材
料、表面修飾剤、表面保護剤、反射防止剤、抗菌、防汚
効果等を目的とする表面改質剤、気相や液相やその両方
の相における触媒やその担体等に使用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で好ましく用いられる金属酸化物の反応
装置の一例の概略図である。

【図２】図２は突起物の先端部のみが金属酸化物２層で
積層された金属酸化物構造体の模式図である。

【図３】図３は突起物の先端部のみが金属酸化物２層、
金属酸化物３層で積層された金属酸化物構造体の模式図
である。

【図４】図４は突起物の先端部及び側面部が金属酸化物
２層で積層された金属酸化物構造体の模式図である。

【図５】図５は突起物の先端部、側面部及び基材表面部
が金属酸化物２層で積層された金属酸化物構造体の模式
図である。

【図６】実施例で得られた構造体を断面方向から観察し
たＳＥＭ写真である。但し、この構造体は、ＳＥＭ観察
のために全体が導電性物質で覆われている。

フロントページの続き (72)発明者 岸本 泰志 神奈川県川崎市川崎区夜光１丁目３番１号 旭化成工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4K030 AA11 BA42 BA47 BB02 BB11 BB13 CA05 FA10 JA07

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面の円換算径が０．０１〜１００００
   μｍであり、かつ断面の円換算径に対する長さの比が１
   以上である金属酸化物の突起物を有しており、該突起物
   が２層以上の積層した金属酸化物からなる金属酸化物構
   造体。
2. 【請求項２】 突起物が、金属酸化物面上の１０μｍ×
   １０μｍの面積当たり０．０１〜１００００個の密度で
   存在する請求項１記載の金属酸化物構造体。
3. 【請求項３】 突起物の中心軸が相互に平行である請求
   項１又は２記載の金属酸化物構造体。
4. 【請求項４】 金属酸化物が金属酸化物単結晶であるこ
   とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の金属酸
   化物構造体。
5. 【請求項５】 突起物を構成する金属酸化物結晶が相互
   に平行で、かつ結晶軸が同一方向に成長していることを
   特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の金属酸化物
   構造体。
6. 【請求項６】 突起物の断面の円換算径に対する長さの
   比の加重平均が５未満である請求項１〜５のいずれかに
   記載の金属酸化物構造体。
7. 【請求項７】 突起物の断面の円換算径に対する長さの
   比の加重平均が５以上である請求項１〜５のいずれかに
   記載の金属酸化物構造体。
8. 【請求項８】 突起物の長さの加重平均が１μｍ以上で
   ある請求項１〜７のいずれかに記載の金属酸化物構造
   体。
9. 【請求項９】 突起物の先端部分のみが２層以上の積層
   した金属酸化物からなる請求項１〜８のいずれかに記載
   の金属酸化物構造体。
10. 【請求項１０】 突起物の先端部分における２層目以上
    の層の高さが突起物の側面部分における２層目以上の層
    の厚さの１．１倍以上である請求項１〜８のいずれかに
    記載の金属酸化物構造体。
11. 【請求項１１】有機物質、無機物質、金属から選ばれた
    少なくとも１種で突起物の間を固定した請求項１〜１０
    のいずれかに記載の金属酸化物構造体。