JP2002510357A

JP2002510357A - 半結晶性合金製素子を備えてなる赤外放射吸収デバイス

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Publication number: JP2002510357A
Application number: JP50939299A
Authority: JP
Inventors: ジャン・マリー・デュボワ; フランシス・マチゾー
Original assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Current assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Priority date: 1995-04-04
Filing date: 1997-06-26
Publication date: 2002-04-02
Also published as: CA2295711A1; DE69715926D1; ATE224935T1; FR2744839A1; US6589370B1; ES2184110T3; WO1999000458A1; CA2295711C; DE69715926T2; EP0993491A1; FR2744839B1; PT993491E; EP0993491B1

Abstract

(57)【要約】本発明は、赤外放射吸収デバイスに関するものであって、赤外放射に対しての感応素子として、１つまたは複数の半結晶性相を体積比率として少なくとも４０％含有しているような半結晶性合金から形成された素子を具備し、この場合、半結晶性相は、厳密な意味での半結晶性相であるか、または、類似相または類似化合物である。本発明は、ボロメーター、赤外線フィルタ、熱変換器、加熱プレート、に応用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】半結晶性合金製素子を備えてなる赤外放射吸収デバイス本発明は、赤外放射の吸収に対しての半結晶性合金の使用に関するものである。また、半結晶性合金製素子を備えてなる赤外放射吸収デバイスに関するものである。赤外放射を吸収するための様々なデバイスは、公知である。特に、赤外放射の光熱変換を行うようなデバイスが、公知である。この場合、吸収された光エネルギーは、熱へと変換される。これらは、とりわけ、基板上に赤外放射吸収性塗料層が設けられている太陽放射コレクタである。これらデバイスのうち、特に、熱交換媒質すなわちトロンブ壁（Trombe壁）を有したコレクタを例示することができる。このようなデバイスにおいては、熱は、良好な熱伝導性のものとされている基板を通して、吸収性媒質により、熱交換流体を介して、取り込まれる。熱交換流体から、収集されたエネルギーが抽出される。一般に、そのような塗料は、吸収性色素を含有したあるいは金属粉末を含有した有機材料から形成される。その場合、金属粉末は、細粒化されていて有機接着剤によって接着されている。金属は、微細に細粒化した状態で使用し得る唯一のものであり、また、非常に粗い表面粗度を有した集合性素子の形態で使用し得る唯一のものである。というのは、金属は、集合状態において高反射性であって、円滑であるからである。しかしながら、そのような材料は、外力に対しての抵抗性に乏しく、機械的引っ掻きや摩耗や腐食によって損傷する。このため、このような材料は、外力から保護される必要がある。例えば、ガラススクリーンによって保護される必要がある。このことば、コストを増大させるとともに、耐久性を低減させる。さらに、吸収性塗料と基板との間に形成されたが、界面熱交換流体によって伝達される熱流に対して、また、デバイスの寿命に対して、決定的な役割を果たす。赤外放射が電気信号に変換されるようなデバイスも、また、公知である。これらデバイスのうち、ボロメーターを例示することができる。ボロメーターにおいては、赤外放射が、金属素子または半導体素子の抵抗変化を引き起こす。赤外放射の吸収のために使用される材料は、大きな電気抵抗と、大きな温度係数と、小さな熱伝導度と、を有していなければならない。また、熱プローブ（熱電対）を例示するこどができる。熱プローブにおいては、対をなす２本の異種導体間に発生する起電力が測定される。検出器として使用されるこれらすべてのタイプの赤外放射センサにおいては、暗流が小さいことが必要である。このため、これらデバイスは、しばしば、材料の熱励起の低減を意図したまた雰囲気放射流の低減を意図した冷却容器内に配置される。さらに、１つまたは複数の半結晶性相からなる合金である半結晶性合金が、公知である。半結晶性相という用語は、厳密な意味での半結晶性相として、あるいは、それに類似したものとして、理解される。厳密な意味での半結晶性相とは、通常は並進対称性に対して不適合性の回転対称性を有した相のことであって、つまり、５，８，１０，または１２次の回転軸対称性を有した相のことである。このような対称性は、放射の回折によって検証される。例示するならば、ポイント示することができる。類似相または類似化合物とは、ある程度、結晶構造が並進対称性に適合しているものの、電子線回折像においては、５，８，１０，または１２本の回転軸に近いような対称性の回折パターンを示すような、実在の結晶のことである。例示するならば、Ａｌ₆₅Ｃｕ₂₀Ｆｅ₁₀Ｃｒ₅という原子組成を有した合金に特有の斜方晶系相Ｏ₁を例示することができる。この合金の格子定数は、単位をナノメートルとしてａ₀ ⁽¹⁾＝２．３６６、ｂ₀ ⁽¹⁾＝１．２６７、ｃ₀ ⁽¹⁾ ＝３．２５２である。この斜方晶系相Ｏ₁は、十角形相に類似したものであると言える。さらに、類似性が非常に大きいため、Ｘ線回折では、十角形相との回折パターンの差異を識別することができない。また、Ａｌ₆₄Ｃｕ₂₄Ｆｅ₁₂という原子組成に近い組成を有した合金において見られるような、格子定数がａ_R＝３．２０８ｎｍ、α＝３６°である斜方晶系相を例示することができる。この相は、二十面体相に類似した相である。また、Ａｌ₆₃Ｃｕ₈Ｆｅ₁₂Ｃｒ₁₂という原子組成を有した合金において形成されるような、ａ₀ ⁽²⁾＝３．８３、ｂ₀ ⁽²⁾＝０．４１、ｃ₀ ⁽²⁾＝５．２６ｎｍという格子定数を有している斜方晶系Ｏ₂、および、ａ₀ ⁽³⁾＝３．２５、ｂ₀ ⁽³⁾＝０．４Ｌｃ₀ ⁽³⁾＝９．８ｎｍという格子定数を有している斜方晶系Ｏ₃を例示することができる。さらに、立方晶構造をなす相Ｃを例示することができる。この相は、類似相または実在の半結晶性相が混在する場合に、よく観測される。ある種のＡｌ−Ｃｕ−Ｆｅ合金やＡｌ−Ｃｕ−Ｆｅ−Ｃｒ合金において形成されるようなこの相は、アルミニウムサイトに関しての合金要素の化学秩序効果によって、ａ₁＝０．２９７ｎｍという格子定数を有したＣｓＣｌ構造の相からなる超格子を構成する。また、六方晶構造からなる相Ｈを例示することがてきる。この相は、電子顕微鏡によって検証されるように、Ｃ相とＨ相との結晶間のエピタキシャル関係として、Ｃ相から直接的に派生するもの（約２．５％）という格子定数に関連した単純な関係を有している。この相は、 ΦＡｌＭｎとして示され、４０％重量のＭｎを含有したＡｌ−Ｍｎ合金において発見されたもので、六方晶系相と同形のものである。立方晶系相、および、立方晶系がなす超格子、および、これから派生する相は、隣接化合物がなす半結晶相に類似した一分類を構成する。厳密な意味での半結晶性相およびこれに類似した相に関してのさらなる情報については、欧州特許出願公開明細書第０５２１１３８号（J.M.Dubois氏およびP.Cathonnet氏）を参照することができる。半結晶性合金は、一般に、良好な機械的性質、大きな熱安定性、および、良好な腐食耐性を備えている。本発明者らは、これら半結晶性合金の赤外放射吸収速度が極めて大きいこと、また、これら半結晶性合金を、赤外放射の吸収を意図したデバイスにおいて有利に使用できることを、見出した。したがって、本発明の目的は、半結晶性合金を赤外放射吸収に対して適用することであり、また、半結晶性合金製素子を備えたような赤外放射吸収デバイスである。赤外放射を吸取するための本発明のデバイスは、赤外放射に対しての感応素子として、１つまたは複数の半結晶性相（quasi-crystalline phase）を体積比率として少なくとも４０％含有しているような半結晶性合金（quasi-crystalline alloy）から形成された素子を具備し、半結晶性相は、通常は並進対称性とは不適合の回転対称性を有したつまり５，８，１０，１２次の回転軸対称性を有した厳密な意味での半結晶性相であるか、または、並進対称性と適合したものであるものの電子線回折像においては５，８，１０，１２本の回転軸に近いような対称性を有しているような結晶構造を有した実在の結晶からなる類似相または頻似化合物であることを特徴とするものである。面体相（icosahedric phase）、または、ポイントグループ１０／ｍｍｍの十角形相（decagonal phase）であるような合金である。半結晶性相が体積比率で少なくとも８０％存在しているような半結晶性合金が特に好ましい。本発明のデバイスにおいて使用可能な半結晶性合金の中から、 −（I）Ａｌ_aＣｕ_bＦｅ_cＸ_dＹ_eＩ_g、ここで、Ｘは、Ｂ、Ｃ、Ｐ、Ｓ、Ｇｅ、およびＳｉの中から選択された少なくとも１つの元素であり、Ｙは、Ｖ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｗ、Ｈｆ、Ｔａ、および希土類の中から選択された少なくとも１つの元素であり、Ｉは、製造に際しての不可避不純物であり、０≦ｇ≦２、１４≦ｂ≦３０、７≦ｃ≦２０、０≦ｄ≦ ５、２１≦ｂ＋ｃ＋ｅ≦４５、および、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｇ＝１００、 −（II）Ａｌ_aＰｄ_bＸ_cＹ_dＴ_eＩ_g、ここで、Ｘは、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｐ、およびＳの中から選択された少なくとも１つの半金属であり、Ｙは、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｔ、Ｔｉ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｔａの中から選択された少なくとも１つの金属であり、Ｔは、少なくとも１つの希土類であり、Ｉは、製造に際しての不可避不純物であり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｇ＝１００、１７≦ｂ≦３０、０≦ｃ≦８、５≦ｄ≦１５、０≦ｅ≦４、および、０≦ｇ≦２、 −（III）Ａｌ_aＣｕ_bＣｏ_cＸ_dＹ_eＴ_fＩ_g、ここで、Ｘは、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｐ、およびＳの中から選択された少なくとも１つの半金属であり、Ｙは、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅの中から選択された少なくとも１つの金属であり、Ｔは、少なくとも１つの希土類であり、Ｉは、製造に際しての不可避不純物であり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＝１００、１４≦ｂ≦２７、８≦ｃ≦２４、２８≦ｂ＋ｃ＋ｅ≦４５、０≦ ｆ≦４、０≦ｄ≦ 、および、０≦ｇ≦２、 −（IV）Ａｌ_aＸ_dＹ_eＩ_g、ここで、Ｘは、Ｂ、Ｃ、Ｐ、Ｓ、ＧｅおよびＳｉの中から選択された少なくとも１つの元素であり、Ｙは、Ｖ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ）およびＰｄの中から選択された少なくとも１つの元素であり、Ｉは、製造に際しての不可避不純物であり、０≦ｇ≦２、０≦ｄ≦ ５、１８≦ｅ≦２９、および、ａ＋ｄ＋ｅ＋ｇ＝１００、 −（V）Ａｌ_aＣｕ_bＣｏ_b'（Ｂ、Ｃ）_cＭ_dＮ_eＩ_f、ここで、Ｍは、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｏｓ、ＭＯ、Ｍｇ、Ｚｎ、およびＰｄの中から選択された少なくとも１つの元素であり、Ｎは、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｈ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｙ、Ｓｉ、Ｇｅ、および、希土類の中から選択された少なくとも１つの元素であり、Ｉは、製造に際しての不可避不純物であり、ａ＋ｂ＋ｂ’＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＝１００、ａ≧５０、０≦ｂ≦１４、０≦ｂ’≦２２、０≦ｂ＋ｂ’≦３０、０≦ｃ≦５、８≦ｄ≦３０、０≦ｅ≦４、および、ｆ≦２、という原子数比率を有した公称化合物を例示することができる。上記例示された半結晶性合金は、一方においては、粗表面を有したコーティングの製造に特に好適であり、他方においては、大きな空隙率を有したコーティングの製造に特に好適である。この場合、ボアの寸法を、赤外放射の波長よりも明確に大きくすることができる。このような表面不規則性は、特に赤外放射に面した開放ボアは、赤外放射の吸収性をかなり増大させる黒体を構成する。これらコーティングの機械的特性を考慮すれば、これら黒体は、ダストのような外部物質によって閉塞されることに敏感である。しかしながら、この欠点は、半結晶性合金の表面の粘着性が小さくこのため表面を容易にクリーニングできることにより、小さなものである。逆に、赤外放射吸収のための従来デバイスにおいて使用されている材料は、ダストの影響に非常に敏感であって、クリーニングという従来方法による除去が必要である。したがって、半結晶性合金は、基板上に成膜された層の形態で、赤外放射に対しての感応素子として使用されることが、特に好適である。半結晶性合金層は、半結晶性合金だけから形成することができる。半結晶性合金層は、また、半結晶性合金と、例えばバインダといったような他の材料と、の混合体から形成することもできる。半結晶性合金層の厚さは、本発明のデバイスの特性に応じて、約１０ｎｍ〜数十μｍとされる。半結晶性合金層は、様々な方法によって、適切な基板上に成膜することができる。第１方法は、プラズマトーチや超音波炎を使用した吹付トーチといったような高温スプレーデバイスを使用して、基板上に、スプレー法によって半結晶性合金粉末をコーティングすることである。また、酸素と例えばアセチレンやプロパンといったような燃焼性ガスとの混合ガスが供給されて形成される従来型の炎を使用した吹付トーチを使用することもできる。従来型の炎を使用した吹付トーチを使用する場合には、欧州特許出願公開明細書第０５０４０４８号（J.M.Dubois 氏、M.Ducos氏、および、R.Nury氏）に開示されているように、炎内において直接的に半結晶性構造を確立させ得るよう、フレキシブルなラインを使用することが好ましい。高温スプレーを使用するこのような方法であると、約１０μｍ〜数百μｍの厚さの、典型的には、ｍｍの程度の厚さの、コーティングを得ることができる。他の方法は、気相から成膜を行うことである。様々な気相成膜方法が、公知である。例えば、陰極線スパッタリング、真空蒸着技術、および、レーザー蒸着を例示することができる。各気相成膜方法においては、基板上において所望の組成が得られるように調整された組成とされた材料からなる単一ソースを使用することもできるし、あるいは、各々が半結晶性合金の各構成元素に対応しているような複数のソースを使用することもできる。複数のソースが使用される場合には、同時成膜とすることも、逐次成膜とすることもできる。複数ソースからの同時成膜においては、所望の合金組成を得るために、複数の成膜流の同時制御が必要とされる。複数ソースから逐次的に複数層が成膜される場合には、各構成元素どうしを混合して半結晶性合金を得るために、後工程において、加熱処理を行うことが必要であることもある。気相成膜技術であると、非常に薄い厚さの、典型的には１０Ａｔｍ未満の、より典型的には０．３μｍ未満の、半結晶性合金層を得ることができる。加えて、半結晶性合金層は、基板を、半結晶性合金粉末と有機バインダとを不可欠的に備えてなる塗料でもってコーティングすることによって、得ることができる。このようにして得られた層は、通常、１μｍよりも大きな厚さであり、典型的には５〜５０μｍの厚さである。得られた半結晶性合金層の空隙率および表面粗度は、成膜方法に依存する。プラズマトーチを使用した場合には、５〜１０％の程度の空隙率を有した層が得られる。超音波吹付トーチを使用して得られた層は、実質的に空隙のないものである。１００μｍ以上の粒径の粉末粒子を供給しつつ酸素ガス吹付トーチを使用した場合には、ボアの平均直径が、およそ２〜３０μｍであるような多孔質層が得られる。気相成膜によって得られた層は、空隙のないものである。半結晶性合金粉末と有機バインダとを備えた塗料を使用して得られた層は、通常、１５〜３０％の空隙率を有している。本発明によるデバイスにおける赤外放射感応素子は、単一結晶粒の半結晶性結晶から形成することができる。このような単一結晶流は、例えば、BridgemanやC zochralskyによる成長技術によって得ることができる。本発明による格別のデバイスは、ボロメーターとすることができ、この場合、半結晶性合金は、赤外放射吸取機能と、抵抗検出素子としての機能と、の双方の機能を果たす。このようなデバイスにおいては、半結晶性合金は、好ましくは０．１〜１μｍの厚さとされた、薄い層の形態とすることができる。半結晶性合金は、また、単一結晶粒の形態として使用することもできる。本発明の他の格別のデバイスは、温度センサであり、この場合、基板が熱電対とされ、半結晶性合金層が、この熱電対を被覆する。このようなデバイスにおいては、半結晶性合金層は、好ましくは、１〜5０μｍの厚さとされる。また、本発明によるデバイスは、光熱変換のためのデバイスとすることができる。例えば、太陽熱吸収のために熱交換流体を使用したコレクタ（温水タイプのコレクタ、あるいは、空気タイプのコレクタ）、太陽を利用した冷却器のためのコレクタ、あるいは、トロンブ璧を有したタイプの受動コレクタ、とすることができる。これらのタイプのデバイスにおいては、半結晶性合金は、基板上に成膜される。半結晶性合金の形態および性質は、用途に応じて様々に変化する。トロンブ壁のための支持体は、通常、コンクリート壁である。熱交換流体を使用したコレクタにおいては、基板は、例えばスチールや銅やアルミニウム合金といったような材料から形成され、平面や特殊形状やグループといったような形態とされる。半結晶性合金層が、従来デバイスにおいて使用されていた有機塗料や細粒化粉末からなる膜に取って代わっている。０．２〜２μｍの波長範囲においては、本発明によるコーティングの赤外放射吸収係数は、例えばMAXORBといったような市販コーティングのほとんどのものに対して、３％程度小さいだけである。それてもなお、本発明によりコーティングは、長寿命であり、良好な腐食耐性があり、機械的引っ掻きに対して良好な耐性があるという利点を備えている。本発明によるコーティングは、したがって、太陽エネルギーの光変換のためのデバイスと競合的である。これら特定のデバイスのための半結晶性合金コーティングの形成は、例えばプラズマトーチや粉末吹付トーチを使用したような熱スプレー法によって行うことができる。このようにして得られたコーテイングば、基板に対して緊密に接合されており、コーティングと基板どの界面は、機械的特性が優秀であるとともに、引き裂きに対して良好な耐性を示す。このような界面は、熱交換流体に対して伝達される熱流に対して小さな熱抵抗性をもたらす。コーティングの腐食耐性は、特に良好であり、また、半結晶性合金が非常に硬いことによりかつ半結晶性合金が大きな摩耗耐性を有していることにより、コーティングは、引っ掻きや摩耗に対して良好な機械的強度を示す。太陽エネルギーコレクタにおいてば、特に露出型のコレクタにおいては、このような性質ば、保護ガラススクリーンを不要とし得ることを意味する。本発明による他のデバイスは、基板上に半結晶性合金製コーティングを備えたホットプレートである。ホットプレートは、例えば調理表面やグリルやオーブンプレートといったような形態で、調理の分野において使用することができる。基板としては、例えばパイレックスガラスといったような透明調理器具の底面とすることができる。合金層は、容器の内部に成膜される。この特定の使用においては、上記グループ（V ）に属するような原子組成の半結晶性合金を使用することが望ましい。とりわけ、Ａｌ₇₁Ｃｕ₉Ｆｅ₁₀Ｃｒ₁₀という組成に近い組成を有した上記グループ（V）に属するような原子組成の半結晶性合金を使用することが望ましい。食品との接触表面は、非粘着性という特性のために利点となる。熱源に対向した表面は、基板として使用されているガラス層によって熱源に対しては隔離されてはいるものの、赤外放射を吸収する。ホットプレートは、また、熱節約器の形態として、炎の背面板の形態として、あるいは、放射型暖房器や熱集積装置において、暖房用に使用することもできる。本発明によるデバイスは、また、赤外放射線フィルタとして使用することもでき、この場合、赤外放射に対して透明な基板が使用されて、この基板上に半結晶性合金層がコーティングされる。基板は、石英基板とすることができる。半結晶性合金層の厚さは、この場合には、０．３μｍ以下とされる。半結晶性合金は、好ましくは、半結晶性相または頻似相を体積比率で少なくとも８０％含有している。以下、本発明を例示する目的による特定の実験例を参照して、本発明を詳細に説明する。しかしながら、本発明は、これら実験例に制限されるものではない。実験例１試料の作製参照番号をＥ１，Ｅ２として２つの半結晶性合金試料が作製された。これらを使用して、表面状態、および、赤外放射吸収係数が、従来のものと比較された。また、半結晶性合金の組成内に存在している各金属が、Ｅ３〜Ｅ６として準備された。試料Ｅ１，Ｅ２の作製のための各半結晶性合金が、アルゴン雰囲気中で高周波磁界を印加しつつ各純金属を融合することによって、銅製の冷却ルツボ内において、製造された。合金を溶融状態に維持しつつ、石英チューブ内へと溶融金属を吸引することによって、直径が２５ｍｍで高さが数ｃｍの固体円柱状テストピースが形成された。試料の冷却速度は、５００℃／秒程度とされた。冷却後のテストピースは、冶金鋸を使用して、５×１５×１５ｍｍという寸法の小さな直方体形状インゴットへとカットされた。次に、各小インゴットの正方形面のうちの１つが、従来法によって機械研磨され、その後、ダイヤモンドペーストでもって研磨された。研磨完了後において、各試料の研磨面の表面粗度は、０．２〜０．６ μｍであった。半結晶性合金の組成内に含まれている各単金属から形成された、５×１５×１５ｍｍという寸法の小さな直方体形状インゴットが、Ａ１については９９．９９９％という純度の、また、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｕについては９９．９％の純度の、市販インゴットから形成された。各小インゴットの正方形面のうちの１つが、半結晶性合金製の小インゴットの場合と同じようにして、研磨された。研磨後の表面粗度Ｒａが測定された。得られた結果、および、各試料の結晶構造は、次の表１に与えられている。実験例２赤外放射吸収のための半結晶性結晶製コーティングの作製基板上に、熱スプレー法によって半結晶性結晶製層が成膜された。すべての場合において、基板は、熱スプレー法のための従来方法に従ってスプレー前に予め準備された、軽く合金化されているスチールプレートとされた。試料Ｒ１は、試料Ｅ１の組成と同じ組成を有した粉末を原料として、Browning 社から市販されている超音波JetKote（登録商標）ガンを使用してスプレーすることによって形成された１５０μｍ厚さのコーティングを備えたものである。試料Ｒ２は、試料Ｒ１と同じようにして作製された。ただし、表面粗度を低減させるために、実験例１に記載したような機械研磨工程が追加実施されている。試料Ｒ３は、試料Ｅ１の組成と同じ組成を有した粉末を原料として、プラズマスプレー法によって成膜された１５０μｍ厚さのコーティングを備えたものである。その後、表面粗度を低減させるための機械研磨工程が追加実施されている。試料Ｒ４は、試料Ｅ２の組成を有した半結晶性合金粉末を含有したラインからの炎による吹付トーチを使用したスプレー法によって形成されたコーティングを備えたものである。そのようなラインは、有機バインダと、半結晶性合金粉末または半結晶性合金を形成し得る粉末混合体と、を備えてなるコアから、従来的に構成されている。このコアは、有機材料製のシースによってによって被覆されている。この場合には、バインダは、Tyloseとされ、シースは、Tyloseから形成された。いずれも、Hoechst社から供給されたものである。試料Ｒ５は、試料Ｒ４と同じようにして作製された。ただし、表面粗度を低減させるために、試料Ｒ３と同様にして、機械研磨工程が追加実施されている。各試料の特性が、次の表２にまとめられている。実験例３試料表面における開放空隙率の測定試料を研磨した後に、試料の冶金学的試験が行われた。開放ポア分布が、定量化像を使用して決定された。この測定は、Neosis社によって市販されている「VI SILOG」システムを使用して行われ、Reicllert社によって市販されている「Poly var」光学顕微鏡に対してＣＣＤカメラ（Sony社によって市販されている）を連結し、Imaging Technology社によって市販されている電子組込ユニット「Serie 151」を使用して、行われた。Ｅ１〜Ｅ６およびＲ１〜Ｒ６というすべての試料に関して、この測定が行われた。表面上において開口しているポアの相対的平均面積か、表３に示されている。試料Ｒ１〜Ｒ４に関しては、表面粗度が大きすぎて、相対面積を決定することができなかった。実験例４赤外放射吸収率の測定拡散的に反射される部分から鏡面的に反射される部分を区別しつつ、様々な試料の赤外吸収を決定するために、３つの相補的な反射実験が行われた。 −研磨面にとって特徴的な鏡面反射率（Ｒｓ）が、Perkin Elmer社の分光光度計上において、２．５〜４０μｍの範囲で連続的に行われた。 −半球形状反射率（Ｒｈ）は、鏡面反射も含めた拡散反射を集積することができる。対応する測定は、極めて拡散性の粗表面を有した試料と大きな多孔度を有した研磨試料との双方に対して、完全に適合した。Ｒｈの測定に対しては、金から形成された集積球が使用された。記録された信号は、液体ヘリウム温度に冷却されたゲルマニウム製ボロメータからのものである。モノクロメーターとして１組の格子を使用することによって、２．５，５，５．８，１０μｍという各波長での測定をステップ的に行うことができる。 −二方向性反射率（Ｒｂ）が、試料に対しての放射の入射角度（最大反射が０° に対応する）を固定して、所定範囲の反射角度θ（θ＝−１０°、θ＝＋７０° ）に関して、２．５，５，５．８，１０μｍという各波長について、連続的に記録された。使用されたデバイスは、先のデバイスと同じであり、集積球は、取り外され、試料は、２つの角度移動機能（入射角度と反射角度）を有したゴニオメーター上に配置された。曲線Ｒｂ＝Ｆ（θ）の集積、および、規格化により、集積された二方向性反射率Ｒｂｉを得ることができる。これら測定により、輝いていて多孔度の小さな試料においては拡散反射率が小さいことが確認され、吸収係数Ａを次のように決定することができる。 −研磨された小さな多孔度の試料に対しては、拡散反射率を無視することができて、Ａ＝１−Ｒ、ここで、Ｒ＝ＲｓまたはＲｂｉ。 −表面の粗い試料に対しては、鏡面反射率がゼロでありまたは小さく、Ａ＝１− Ｒｈ。 −研磨された大きな多孔度の試料に対しては、鏡面反射率と拡散反射率との双方が存在しており、Ａ＝１−Ｒｈ。というのは、Ｒｈが、鏡面反射と拡散反射との双方を集積したものであるからである。許容誤差を±２％として単位：％で表された吸収係数の特性値が、各試料に関して、４つの波長について、以下の表４に示されている。実験例５（比較実験）従来のコーティングによる赤外放射吸収 Maxorbストリップは、回転ドラム上にニッケルメッキ浴から電解成膜することによって得られた極薄ニッケルから形成された選択性表面である。このストリップは、その後、黒色酸化物表面を形成する溶液内に浸漬された。最後に、ストリップには、例えばエネルギー節約器の放射面上における使用を可能とするための接着剤が適用される。この接着剤は、必須ではない。Maxorbによって被覆されたコレクタは、黒色塗料によって被覆されたデバイスの性能よりも、２０〜３０％良好な性能を有している。最大３００℃までの温度範囲で使用するために、また、吸収器の複雑な形状に適合するために、Maxorb表面は、吸収器の表面上に直接的に形成することができる。 Maxorbストリップの特性データについての測定値が、表４に与えられている。 Maxorbストリップに関する値は、本発明による研磨済みコーティング（Ｒ２，Ｒ３，Ｒ５）に対して得られた値とほぼ同等であり、本発明による粗表面を有したもの（Ｒ１，Ｒ４）に対しては明確に劣るものである。実験例６半結晶性合金コーティングを備えたホットプレートＡＵ４Ｇ（２０１７Ａ）というタイプのアルミニウム合金から形成されている一辺が２５ｃｍであり厚さが１ｃｍの２つの正方形ホットプレートが、テストされた。一方のプレートは、コーティングを有していない。このプレートの２つの正方形表面のうちの一方表面は、サンドブラスト処理されており、本発明による試料Ｒ１の表面粗度と同等の表面粗度とされでいる。他方のプレートは、一方の表面がコーティングＲ３によって被覆されている。各プレートは、１０００Ｗのパワーのハロゲンランプからなる熱源を向いて、１５ｃｍの距離のところに、プレート面を鉛直方向として、配置された。光源に対して曝されていない方の表面の温度が、この表面に当接した状態に維持されてた熱電対によって測定された。図１は、半結晶性合金層を有したプレート（曲線Ａ）とコーティングを有していないプレート（曲線Ｂ）とについて、ランプが点灯された後の経過時間（単位：分）に対しての、温度変化ΔＴ（熱電対からの信号で表現されているため、単位：ｍＶ）を示している。赤外放射吸収に関して、２０％程度の増加を観測することができる。コーティングＲ３が研磨されたものであって比表面積が小さいものでありこれに対しアルミニウム合金プレートは表面粗度をわざと粗くしたものであるにもかかわらずこのような結果が得られたことにより、この実験例は、本発明のコーティングに基づいて得られた光吸収性能の優秀さを明確に示している。この実験例においては、エネルギー的有利さは、２０％であると評価することができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１１年７月２４日（１９９９．７．２４）【補正内容】子組成に近い組成を有した合金において見られるような、格子定数がａ_R＝３．２０８ｎｍ、α＝３６°である斜方晶系相を例示することができる。この相は、二十面体相に類似した相である。また、Ａｌ₆₃Ｃｕ₈Ｆｅ₁₂Ｃｒ₁₂という原子組成を有した合金内にそれ自身が形成されるような、ａ₀ ⁽²⁾＝３．８３、ｂ₀ ⁽²⁾＝０．４１、ｃ₀ ⁽²⁾＝５．２６ｎｍという格子定数を有している斜方晶系Ｏ₂、および、ａ₀ ⁽³⁾＝３．２５、ｂ₀ ⁽³⁾＝０．４１、ｃ₀ ⁽³⁾＝９．８ｎｍという格子定数を有している斜方晶系Ｏ₃を例示することができる。さらに、立方晶構造をなす相Ｃを例示することができる。この相は、類似相またば実在の半結晶性相が混在する場合に、よく観測される。ある種のＡｌ−Ｃｕ−Ｆｅ合金やＡｌ−Ｃｕ− Ｆｅ−Ｃｒ合金において形成されるようなこの相は、アルミニウムサイトに関しての合金要素の化学秩序効果によって、ａ₁＝０．２９７ｎｍという格子定数を有したＣｓＣｌ構造の相からなる超格子を構成する。また、六方晶構造からなる相Ｈを例示することができる。この相は、電子顕微鏡によって検証されるように、Ｃ相とＨ相との結晶間のエピタキシャル関係として、Ｃ相から直接的に派生すａ₁／２（約２．５％）という格子定数に関連した単純な関係を有している。この相は、ΦＡｌＭｎとして示され、４０％重債のＭｎを含有したＡｌ−Ｍｎ合金において発見されたもので、六方晶系相と同形のものである。立方晶系相、および、立方晶系がなす超格子、および、これから派生する相は、隣接化合物がなす半結晶相に類似した一分類を構成する。厳密な意味での半結晶性相およびこれに類似した相に関してのさらなる情報については、欧州特許出願公開明細書第０５２１１３８号（J.M.Dubois氏およびP.Cathonnet氏）を参照することができる。半結晶性合金は、一般に、良好な機械的性質、大きな熱安定性、および、良好な腐食耐性を備えている。独国特許出願公開明絹書第４４２５１４０号により、太陽スペクトル範囲（ λ＝０．３〜２μｍ）の光学吸収に際して、半結晶性材料を使用して、とりわけ薄い層の形態で使用して、電磁放射を熱へと変換する変換器が公知である。本発明者らは、これら半結晶性合金の赤外放射吸収速度が極めて大きいこと、また、これら半結晶性合金を、赤外放射の吸収を意図したデバイスにおいて有利に使用できることを、見出した。請求の範囲１．赤外放射吸収デバイスであって、赤外放射に対しての感応素子として、１つまたは複数の半結晶性相を体積比率として少なくとも４０％含有しているような半結晶性合金から形成された素子を具備し、前記半結晶性相は、通常は並進対称性とは不適合の回転対称性を有したつまり５，８，１０，１２次の回転軸対称性を有した厳密な意味での半結晶性相であるか、または、並進対称性と適合したものであるものの電子線回折像においては５，８，１０，１２本の回転軸に近いような対称性を有しているような結晶構造を有した実在の結晶からなる類似相または類似化合物であることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。２．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、面体相、または、ポイントグループ１０／ｍｍｍの十角形相を含有していることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。３．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、前記半結晶性合金が、前記半結晶性相または前記類似相を、体積比率で少なくとも８０％含有していることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。４．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、前記半結晶性合金が、 −（I）Ａｌ_aＣｕ_bＦｅ_cＸ_dＹ_eＩ_g、ここで、Ｘは、Ｂ、Ｃ、Ｐ、Ｓ、Ｇｅ、およびＳｉの中から選択された少なくとも１つの元素であり、Ｙは、Ｖ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｗ、Ｈｆ、Ｔａ、および希土類の中から選択された少なくとも１つの元素であり、Ｉは、製造に際しての不可避不純物であり、０≦ｇ≦２、１４≦ｂ≦３０、７≦Ｃ≦２０、０≦ｄ≦ ５、２１≦ｂ＋ｃ＋ｅ≦４５、および、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｇ＝１００、 −（II）Ａｌ_aＰｄ_bＸ_cＹ_dＴ_eＩ_g、ここで、Ｘは、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｐ、およびＳの中から選択された少なくとも１つの半金属であり、Ｙは、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｈｆ、ＭＯ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｔａの中から選択された少なくとも１つの金属であり、Ｔは、少なくとも１つの希土類であり、Ｉは、製造に際しての不可避不純物であり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｇ＝１００、１７≦ｂ≦３０、０≦ｃ≦８、５≦ｄ≦１５、０≦ｅ≦４、および、０≦ｇ≦２、 −（III）Ａｌ_aＣｕ_bＣｏ_cＸ_dＹ_eＴ_fＩ_g、ここで、Ｘは、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｐ、およびＳの中から選択された少なくとも１つの半金属であり、Ｙは、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｔａの中から選択された少なくとも１つの金属てあり、Ｔは、少なくとも１つの希土類であり、Ｉは、製造に際しての不可避不純物であり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＝１００、１４≦ｂ≦２７、８≦ｃ≦２４、２８≦ｂ＋ｃ＋ｅ≦４５、０≦ｆ≦４、０≦ｄ≦ 、および、０≦ｇ≦２、 −（IV）Ａｌ_aＸ_dＹ_eＩ_g、ここで、Ｘは、Ｂ、Ｃ、Ｐ、Ｓ、Ｇｅ、およびＳｉの中から選択された少なくとも１つの元素であり、Ｙは、Ｖ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、およびＰｄの中から選択された少なくとも１つの元素であり、Ｉは、製造に際しての不可避不純物であり、０≦ｇ≦２、０≦ｄ ≦５、１８≦ｅ≦２９、および、ａ＋ｄ＋ｅ＋ｇ＝１００、 −（V）Ａｌ_aＣｕ_bＣｏ_b'（Ｂ、Ｃ）_cＭ_dＮ_eＩ_f、ここで、Ｍは、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｍｏ、Ｍｇ、Ｚｎ、およびＰｄの中から選択された少なくとも１つの元素であり、Ｎは、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｈ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｙ、Ｓｉ、Ｇｅ、および、希土類の中から選択された少なくとも１つの元素であり、Ｉは、製造に際しての不可避不純物であり、ａ＋ｂ＋ｂ’＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＝１００、ａ≧５０、０≦ｂ≦１４、０≦ｂ’≦２２、０≦ｂ＋ｂ’≦３０、０≦ｃ≦５、８≦ｄ≦３０、０≦ｅ≦４、および、ｆ≦２、という原子数比率を有した公称化合物のうちの１つを備えていることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。５．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、前記半結晶性合金からなる層の厚さが、１μｍ〜１０μｍであることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。６．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、前記半結晶性合金からなる層の厚さが、１０μｍ〜５０μｍであることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。７．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、前記半結晶性合金からなる層が、５〜１０％の程度の空隙率を有したものとされていることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。８．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、前記半結晶性合金からなる層が、実質的に空隙のないものとされていることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。９．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、前記半結晶性合金からなる層が多孔性であって、ポアの平均直径が、およそ１〜３０μｍであることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。１０．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、前記半結晶性合金からなる層が、単一結晶粒の形態とされていることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。１１．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、ボロメーターを構成しており、前記半結晶性合金からなる層が、赤外放射吸収機能と、抵抗検出素子としての機能と、の双方の機能を果たしていることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。１２．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、温度センサを構成しており、前記基板が熱電対によって形成されていて、前記半結晶性合金が、この熱電対を被覆していることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。１３．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、光熱変換のために使用されていることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。１４．請求項１３記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、太陽熱吸収のために、熱交換流体を使用したコレクタを構成していることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。１５．請求項１３記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、太陽を利用した冷却器のためのコレクタを構成していることを特徴とする赤外放射吸収デバイス・１６．請求項１３記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、受動コレクタを構成していることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。１７．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、ホットプレートを構成していることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。【手続補正書】【提出日】平成１１年１２月２９日（１９９９．１２．２９）【補正内容】特許請求の範囲１．赤外放射吸収デバイスであって、２μｍ以上の波長範囲の赤外放射に対しての吸収素子として、１つまたは複数の半結晶性相を体積比率として少なくとも４０％含有しているような半結晶性合金から形成された素子を具備し、前記半結晶性相は、通常ば並進対称性とは不適合の回転対称性を有したつまり５，８，１０，１２次の回転軸対称性を有した厳密な意味での半結晶性相であるか、または、並進対称性と適合したものであるものの電子線回折像においては５，８，１０，１２本の回転軸に近いような対称性を有しているような結晶構造を有した実在の結晶からなる類似相またば類似化合物であることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。２．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、面体相、または、ポイントグループ１０／ｍｍｍの十角形相を含有していることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。３．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、前記半結晶性合金が、前記半結晶性相または前記類似相を、体積比率で少なくとも８０％含有していることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。４．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、前記半結晶性合金が、 −（I）Ａｌ_aＣｕ_bＦｅ_cＸ_dＹ_eＩ_g、ここで、Ｘは、Ｂ、Ｃ、Ｐ、Ｓ、Ｇｅ、およびＳｉの中から選択された少なくとも１つの元素であり、Ｙは、Ｖ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｗ、Ｈｆ、Ｔａ、および希土類の中から選択された少なくとも１つの元素であり、Ｉは、製造に際しての不可避不純物であり、０≦ｇ≦２、１４≦ｂ≦３０、７≦ｃ≦２０、０≦ｄ≦ ５、２１≦ｂ＋ｃ＋ｅ≦４５、および、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｇ＝１００、 −（II）Ａｌ_aＰｄ_bＸ_cＹ_dＴ_eＩ_g、ここでＸは、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｐ、およびＳの中から選択された少なくとも１つの半金属であり、Ｙは、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｔａの中から選択された少なくとも１つの金属であり、Ｔは、少なくとも１つの希土類であり、Ｉは、製造に際しての不可避不純物であり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｇ＝１００、１７≦ｂ≦３０、０≦ｃ≦８、５≦ｄ≦１５、０≦ｅ≦４、および、０ ≦ｇ≦２、 −（III）Ａｌ_aＣｕ_bＣｏ_cＸ_dＹ_eＴ_fＩ_g、ここで、Ｘは、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｐ、およびＳの中から選択された少なくとも１つの半金属であり、Ｙは、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｔａの中から選択された少なくとも１つの金属であり、Ｔは、少なくとも１つの希土類であり、Ｉは、製造に際しての不可避不純物であり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＝１００、１４≦ｂ≦２７、８≦ｃ≦２４、２８≦ｂ＋ｃ＋ｅ≦４５、０≦ｆ≦４、０≦ｄ≦ 、および、０≦ｇ≦２、 −（IV）Ａｌ_aＸ_dＹ_eＩ_g、ここで、Ｘは、Ｂ、Ｃ、Ｐ、Ｓ、Ｇｅ、およびＳｉの中から選択された少なくとも１つの元素であり、Ｙは、Ｖ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、およびＰｄの中から選択された少なくとも１つの元素であり、Ｉは、製造に際しての不可避不純物であり、０≦ｇ≦２、０≦ｄ ≦５、１８≦ｅ≦２９、および、ａ＋ｄ＋ｅ＋ｇ＝１００、 −（V）Ａｌ_aＣｕ_bＣｏ_b'（Ｂ、Ｃ）_cＭ_dＮ_eＩ_f、ここで、Ｍは、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｍｏ、Ｍｇ、Ｚｎ、およびＰｄの中から選択された少なくとも１つの元素であり、Ｎは、Ｗ、Ｔi、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｈ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｙ、Ｓｉ、Ｇｅ、および、希土類の中から選択された少なくとも１つの元素であり、Ｉは、製造に際しての不可避不純物であり、ａ＋ｂ＋ｂ’＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＝１００、ａ≧５０、０≦ｂ≦１４、０≦ｂ’≦２２、０≦ｂ＋ｂ’≦３０、０≦ｃ≦５、８≦ｄ≦３０、０≦ｅ≦４、および、ｆ≦２、という原子数比率を有した公称化合物のうちの１つを備えていることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。５．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、前記半結晶性合金からなる層の厚さが、１μｍ〜１０μｍであることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。６．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、前記半結晶性合金からなる層の厚さが、１０μｍ〜５０μｍであることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。７．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、前記半結晶性合金からなる層が、５〜１０％の程度の空隙率を有したものとされていることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。８．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、前記半結晶性合金からなる層が、実質的に空隙のないものとされていることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。９．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、前記半結晶性合金からなる層が多孔性であって、ポアの平均直径が、およそ１〜３０μｍであることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。１０．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、前記半結晶性合金からなる層が、単一結晶粒の形態とされていることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。１１．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、ボロメーターを構成しており、前記半結晶性合金からなる層が、赤外放射吸収機能と、抵抗検出素子としての機能と、の双方の機能を果たしていることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。１２．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、温度センサを構成しており、前記基板が熱電対によって形成されていて、前記半結晶性合金が、この熱電対を被覆していることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。１３．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、光熱変換のために使用されていることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。１４．請求項１３記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、太陽熱吸収のために、熱交換流体を使用したコレクタを構成していることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。１５．請求項１３記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、太陽を利用した冷却器のためのコレクタを構成していることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。１６．請求項１３記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、受動コレクタを構成していることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。１７．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、ホットプレートを構成していることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２４Ｊ 2/48 Ｆ２４Ｊ 2/48 ＺＧ０１Ｊ 1/02 Ｇ０１Ｊ 1/02 Ｃ 5/02 5/02 ＣＢ (72)発明者フランシス・マチゾーフランス・Ｆ―54500・ヴァンドゥーヴレ・レ・ナンシー・アヴニュ・デュ・シャルモワ・９

Claims

【特許請求の範囲】１．赤外放射吸収デバイスであって、赤外放射に対しての感応素子として、１つまたは複数の半結晶性相を体積比率として少なくとも４０％含有しているような半結晶性合金から形成された素子を具備し、前記半結晶性相は、通常は並進対称性とは不適合の回転対称性を有したつまり５，８，１０，１２次の回転軸対称性を有した厳密な意味での半結晶性相であるか、または、並進対称性と適合したものであるものの電子線回折像においては５，８，１０，１２本の回転軸に近いような対称性を有しているような結晶構造を有した実在の結晶からなる類似相または類似化合物であることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。２．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、面体相、または、ポイントグループ１０／ｍｍｍの十角形相を含有していることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。３．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、前記半結晶性合金が、前記半結晶性相または前記類似相を、体積比率で少なくとも８０％含有していることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。４．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、前記半結晶性合金が、 −（I）Ａｌ_aＣｕ_bＦｅ_cＸ_dＹ_eＩ_g、ここで、Ｘは、Ｂ、Ｃ、Ｐ、Ｓ、Ｇｅ、およびＳｉの中から選択された少なくとも１つの元素であり、Ｙは、Ｖ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｗ、Ｈｆ、Ｔａ、および希土類の中から選択された少なくとも１つの元素であり、エは、製造に際しての不可避不純物であり、０≦ｇ≦２、１４≦ｂ≦３０、７≦ｃ≦２０、０≦ｄ≦ ５、２１≦ｂ＋ｃ＋ｅ≦４５、および、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｇ＝１００、 −（II）Ａｌ_aＰｄ_bＸ_cＹ_dＴ_eＩ_g、ここで、Ｘは、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｐ、およびＳの中から選択された少なくとも１つの半金属であり、Ｙは、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｔａの中から選択された少なくとも１つの金属であり、Ｔは、少なくとも１つの希土類であり、Ｉは、製造に際しての不可避不純物であり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｇ＝１００、１７≦ｂ≦３０、０≦ｃ≦８、５≦ｄ≦１５、０≦ｅ≦４、および、０≦ｇ≦２、 −（III）Ａｌ_aＣｕ_bＣｏ_cＸ_dＹ_eＴ_fＩ_g、ここで、Ｘは、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｐ、およびＳの中から選択された少なくとも１つの半金属であり、Ｙは、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｒｅの中から選択された少なくとも１つの金属であり、Ｔは、少なくとも１つの希土類であり、Ｉは、製造に際しての不可避不純物であり、ａ＋ｂｆｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＝１００、１４≦ｂ≦２７、８≦ｃ≦２４、２８≦ｂ＋ｃ＋ｅ≦４５、０≦ ｆ≦４、０≦ｄ ≦、および、０≦ｇ≦２、 −（IV）Ａｌ_aＸ_dＹ_eＩ_g、ここで、Ｘは、Ｂ、Ｃ、Ｐ、Ｓ、Ｇｅ、およびＳｉの中から選択された少なくとも１つの元素であり、Ｙは、Ｖ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、およびＰｄの中から選択された少なくとも１つの元素であり、Ｉは、製造に際しての不可避不純物であり、０≦ｇ≦２、０≦ｄ ≦５、１８≦ｅ≦２９、および、ａ＋ｄ＋ｅ＋ｇ＝１００、 −（V）Ａｌ_aＣｕ_bＣｏ_b'（Ｂ、Ｃ）_cＭ_dＮ_eＩ_f、ここで、Ｍは、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｏｓ、ＭＯ、Ｍｇ、Ｚｎ、およびＰｄの中から選択された少なくとも１つの元素であり、Ｎは、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｈ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｙ、Ｓｉ、Ｇｅ、および、希土類の中から選択された少なくとも１つの元素であり、Ｉは、製造に際しての不可避不純物であり、ａ＋ｂ＋ｂ’＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＝１００、ａ≧５０、０≦ｂ≦１４、０≦ｂ’≦２２、０≦ｂ＋ｂ’≦３０、０≦ｃ≦５、８≦ｄ≦３０、０≦ｅ≦４、および、ｆ≦２、という原子数比率を有した公称化合物のうちの１つを備えていることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。５．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、赤外放射に対しての前記感応素子が、基板上に形成された半結晶性合金からなる薄い層の形態とされていることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。６．請求項５記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、前記半結晶性合金からなる層の厚さが、最大でも、１０μｍであることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。７．請求項５記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、前記半結晶性合金からなる層の厚さが、１０μｍ〜５０μｍであることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。８．請求項５記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、前記半結晶性合金からなる層が、５〜１０％の程度の空隙率を有したものとされていることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。９．請求項５記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、前記半結晶性合金からなる層が、実質的に空隙のないものとされていることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。１０．請求項５記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、前記半結晶性合金からなる層が多孔性であって、ポアの平均直径が、およそ１〜３０μｍであることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。１１．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、前記半結晶性合金からなる層が、単一結晶粒の形態とされていることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。１２．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、ボロメーターを構成しており、前記半結晶性合金からなる層が、赤外放射吸収機能と、抵抗検出素子としての機能と、の双方の機能を果たしていることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。１３．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、温度センサを構成しており、前記基板が熱電対によって形成されていて、前記半結晶性合金が、この熱電対を被覆していることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。１４．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、光熱変換のために使用されていることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。１５．請求項１４記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、太陽熱吸収のために、熱交換流体を使用したコレクタを構成していることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。１６．請求項１４記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、太陽を利用した冷却器のためのコレクタを構成していることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。１７．請求項１４記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、受動コレクタを構成していることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。１８．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、ホットプレートを構成していることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。１９．請求項１記載の赤外放射吸収デバイスにおいて、赤外放射線フィルタとして使用され、石英基板上に、０．３μｍ以下の厚さの半結晶性合金製層がコーティングされてなり、前記半結晶性合金が、半結晶性相または類似相を体積比率て少なくとも８０％含有していることを特徴とする赤外放射吸収デバイス。