JP2003137553A - 金属酸化物強誘電体粒子結晶の製造方法 - Google Patents

金属酸化物強誘電体粒子結晶の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高純度でかつ高い結晶度を有するナノサイズ
の金属酸化物強誘電体粒子結晶を容易に製造することが
できる、金属酸化物強誘電体粒子結晶の製造方法を提供
する。 【解決手段】 粒子発生装置１１において、容器１２内
に載置された粒子発生用原材３１に対してレーザ出力装
置１３によりレーザ光３３が照射され、レーザアブレー
ション法により粒子発生用原材３１からナノサイズの粒
子群が発生する。容器１２内にて発生した粒子群は、キ
ャリアガス３２中に分散された状態で連絡管２１ｂを介
して熱処理装置１４の容器１５に導入される。容器１５
に導入された粒子群は、容器１５内にてキャリアガス３
２とともに流れ、酸素雰囲気（気相）中で分散状態に保
持されたまま電気ヒータ１６により所定の温度で所定の
時間だけ熱処理が施される。熱処理が施された粒子群
は、キャリアガス３２とともに連絡管２１ｃを介して粒
子捕集装置１７の容器１８に導入され、捕集器１９を介
して捕集用基板２０上に捕集される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ナノサイズの金属
酸化物強誘電体粒子結晶を製造する方法に係り、とりわ
け、高純度でかつ高い結晶度を有するナノサイズの金属
酸化物強誘電体粒子結晶を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、強誘電体の持つ自発分極は、そ
の分極方向が反対になっている熱力学的に安定な二つの
状態を有しており、外部から電場をかけることにより、
その分極方向をスイッチングすることができる。
【０００３】近年、強誘電体の上記のような特徴を利用
して不揮発性メモリーの本格的な実用化が進んでいる。
また、強誘電体を利用した新たな記録メディア（記録媒
体）の開発も進んでいる。なお、このような不揮発性メ
モリや新たな記録メディアでは、原子間力顕微鏡等を利
用して微小領域の強誘電体の分極を反転させたりさせな
かったりすることにより、高密度の記録を実現してい
る。また、このような不揮発性メモリや新たな記録メデ
ィアでは、これらに最も適した強誘電体として、ビスマ
ス酸化物の層状構造（ペロブスカイト構造）を結晶構造
として持つ金属酸化物強誘電体（代表的なものとして
は、例えばＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ９（以下「ＳＢＴ」とも
いう。））が用いられている。
【０００４】ところで、このような不揮発性メモリや新
たな記録メディアにおいては、近年、高集積化と微細化
の要求が強まっており、具体的には例えば、１００Ｇｂ
ｉｔ／ｉｎ２以上の高いメモリー容量を得るために、５
０ｎｍ以下のサイズの高純度でかつ高い結晶度を有する
金属酸化物強誘電体の微結晶が必要とされている。
【０００５】従来においては、このような金属酸化物強
誘電体の微結晶を製造するための方法として、シリコン
基板上にゾル−ゲル法やＣＶＤ法によりアモルファス状
の前駆体薄膜を塗布し、次いで、この塗布された前駆体
薄膜に対して熱処理を施すことにより結晶化を行う方法
が一般的に用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の方法では、薄膜状の金属酸化物強誘電体に対し
て熱処理を施すこととなるため、金属酸化物強誘電体の
微結晶のサイズと結晶度とを同時に制御することが困難
である。すなわち、金属酸化物強誘電体に対して低温で
熱処理を施した場合には、ナノサイズの微結晶は得られ
るものの、熱処理の温度が低いため、大量の不純物が残
留するとともに結晶度も低くなり、不揮発性メモリや新
たな記録メディアのための強誘電体材料として適してい
ないものとなってしまう。これに対して、金属酸化物強
誘電体に対して高温で熱処理を施した場合には、高純度
でかつ高い結晶度を有する金属酸化物強誘電体の微結晶
は得られるものの、結晶が成長してしまうため、ナノサ
イズの微結晶を得ることが困難である。
【０００７】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、高純度でかつ高い結晶度を有するナノサイ
ズの金属酸化物強誘電体粒子結晶を容易に製造すること
ができる、金属酸化物強誘電体粒子結晶の製造方法を提
供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、ナノサイズの
金属酸化物強誘電体粒子結晶を製造する方法において、
金属酸化物強誘電体からなるナノサイズの粒子群を発生
させ、当該粒子群を気相中に分散させる工程と、前記粒
子群を気相中で分散状態に保持したまま当該粒子群に対
して熱処理を施す工程とを含むことを特徴とする、金属
酸化物強誘電体粒子結晶の製造方法を提供する。
【０００９】なお、本発明において、前記金属酸化物強
誘電体は、結晶構造としてペロブスカイト構造をとるこ
とが好ましい。また、前記気相は、酸素ガス、または酸
素ガスと他のガスとの混合ガスからなることが好まし
い。
【００１０】本発明によれば、金属酸化物強誘電体から
なるナノサイズの粒子群を発生させるとともに当該粒子
群を気相中に分散させ、粒子群を気相中で分散状態に保
持したまま当該粒子群に対して熱処理を施すようにして
いるので、高温で熱処理を施した場合でも、熱処理中に
おける粒子の成長を抑制することができ、このため、高
純度でかつ高い結晶度を有するナノサイズの金属酸化物
強誘電体粒子結晶を容易に製造することができる。
【００１１】また、本発明によれば、粒子群の発生方法
や発生条件等を変えることにより、最終的に製造される
金属酸化物強誘電体粒子のサイズ（粒径）を容易に制御
することができ、また、熱処理条件を変えることによ
り、最終的に製造される金属酸化物強誘電体粒子のサイ
ズ（粒径）、結晶形および結晶度を容易に制御すること
ができる。
【００１２】さらに、本発明によれば、粒子群を気相中
で分散状態に保持したまま当該粒子群に対して熱処理を
施すようにしているので、粒子ごとの結晶化のばらつき
が少なく、また、粒子群を薄膜状態等に保持して熱処理
を施す場合に比べて、格段に生産性を上げることができ
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。
【００１４】図１は、本発明の一実施の形態に係る金属
酸化物強誘電体粒子結晶の製造方法を実現するための製
造装置の一例を示す図である。
【００１５】図１に示すように、製造装置１０は、金属
酸化物強誘電体からなるナノサイズの粒子群を発生させ
るとともに当該粒子群を酸素雰囲気（気相）中に分散さ
せる粒子発生装置１１と、粒子群を酸素雰囲気中で分散
状態に保持したまま当該粒子群に対して熱処理を施す熱
処理装置１４と、熱処理が施された粒子群を捕集する粒
子捕集装置１７とを備えている。
【００１６】このうち、粒子発生装置１１は、容器１２
と、容器１２内に載置された金属酸化物強誘電体からな
る粒子発生用原材３１に対してレーザ光３３を照射する
レーザ出力装置１３とを有し、レーザアブレーション法
により粒子発生用原材３１からナノサイズ（１〜１００
ｎｍ）の粒子群を発生させることができるようになって
いる。なお、金属酸化物強誘電体としては、結晶構造と
してペロブスカイト構造をとるものを用いることが好ま
しい。具体的には例えば、(1)ＰｂＴｉＯ３やＢａＴｉ
Ｏ３、Ｐｂ（Ｚｒ１−ｘＴｉｘ）Ｏ３）等の単純ペロブ
スカイト構造または複合ペロブスカイト構造をとる金属
酸化物強誘電体や、ＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ ９やＢｉ４Ｔｉ
３Ｏ１２、ＳｒＢｉ２Ｎｂ２Ｏ９等のビスマス酸化物の
層状構造（疑似ペロブスカイト構造）をとる金属酸化物
強誘電体を用いることができる。
【００１７】ここで、粒子発生装置１１の容器１２には
導入管２１ａを介してキャリアガス３２が導入されるよ
うになっており、容器１２内にて発生した粒子群は、キ
ャリアガス３２中に分散された状態で連絡管２１ｂを介
して熱処理装置１４に導入される。なお、粒子発生装置
１１の容器１２に導入されるキャリアガス３２として
は、酸素ガス、または酸素ガスと他のガスとの混合ガス
を用いることが好ましい。また、容器１２内の空間は、
粒子同士の凝集を効果的に抑制するため、粒子の発生量
等に応じて所望の減圧場に保つことが好ましい。
【００１８】熱処理装置１４は、容器１５と、容器１５
の外部に設けられた電気ヒータ１６とを有し、粒子発生
装置１１の容器１２から連絡管２１ｂを介してキャリア
ガス３２とともに導入された粒子群を容器１５内にて酸
素雰囲気（気相）中で分散状態に保持したまま当該粒子
群に対して所定の温度で所定の時間だけ熱処理を施すこ
とができるようになっている。なお、ここでいう「分散
状態」とは、粒子が重力により落下することなく、常に
酸素雰囲気（気相）中に浮遊した状態（いわゆるエアロ
ゾル状態）を意味する。このような状態は、粒子の粒径
および比重等を考慮してキャリアガス３２の流入量およ
び流入速度を制御することにより形成することができ
る。
【００１９】ここで、熱処理装置１４の容器１５内にお
ける熱処理の温度および時間は粒子の大きさや材質等に
応じて適宜設定されるものであり、熱処理の温度に関し
ては電気ヒータ１６を制御することにより設定され、熱
処理の時間に関しては容器１５内に導入されるキャリア
ガス３２の流入量や圧力、容器１５の長さ等を制御する
ことにより設定される。なお、容器１５内の空間は、粒
子同士の凝集を効果的に抑制するため、粒子の発生量等
に応じて所望の減圧場に保つことが好ましい。
【００２０】粒子捕集装置１７は、容器１８と、熱処理
装置１４の容器１５から連絡管２１ｃを介してキャリア
ガス３２とともに導入された粒子群を捕集する捕集器１
９とを有し、熱処理装置１４により熱処理が施された粒
子群を容器１８内の捕集用基板２０上に捕集することが
できるようになっている。
【００２１】次に、このような構成からなる本実施の形
態の作用について説明する。
【００２２】粒子発生装置１１において、容器１２内に
載置された粒子発生用原材３１に対してレーザ出力装置
１３によりレーザ光３３が照射され、レーザアブレーシ
ョン法により粒子発生用原材３１からナノサイズの粒子
群が発生する。
【００２３】ここで、粒子発生装置１１の容器１２には
導入管２１ａを介してキャリアガス３２が導入されてお
り、容器１２内にて発生した粒子群は、キャリアガス３
２中に分散された状態で連絡管２１ｂを介して熱処理装
置１４の容器１５に導入される。
【００２４】そして、このようにして熱処理装置１４の
容器１５に導入された粒子群は、容器１５内にてキャリ
アガス３２とともに流れ、酸素雰囲気（気相）中で分散
状態に保持されたまま電気ヒータ１６により所定の温度
で所定の時間だけ熱処理が施される。
【００２５】その後、熱処理装置１４の容器１５内にて
熱処理が施された粒子群は、キャリアガス３２とともに
連絡管２１ｃを介して粒子捕集装置１７の容器１８に導
入され、捕集器１９を介して捕集用基板２０上に捕集さ
れる。
【００２６】これにより、捕集用基板２０上には、所定
の結晶形および結晶度を有する、ナノサイズの金属酸化
物強誘電体粒子結晶が製造される。
【００２７】このように本実施の形態によれば、粒子発
生装置１１により、金属酸化物強誘電体からなるナノサ
イズの粒子群を発生させるとともに当該粒子群をキャリ
アガス３２中に分散させ、熱処理装置１４により、粒子
群を酸素雰囲気（気相）中で分散状態に保持したまま当
該粒子群に対して熱処理を施すようにしているので、高
温で熱処理を施した場合でも、熱処理中における粒子の
成長を抑制することができ（粒子の大きさを粒子の発生
段階での大きさと変わらず保つことができ）、このた
め、高純度でかつ高い結晶度を有するナノサイズの金属
酸化物強誘電体粒子結晶を容易に製造することができ
る。
【００２８】また、本実施の形態によれば、粒子発生装
置１１における粒子群の発生方法や発生条件等を変える
ことにより、最終的に製造される金属酸化物強誘電体粒
子のサイズ（粒径）を容易に制御することができ、ま
た、熱処理装置１４における熱処理条件を変えることに
より、最終的に製造される金属酸化物強誘電体粒子のサ
イズ（粒径）、結晶形および結晶度を容易に制御するこ
とができる。
【００２９】さらに、本実施の形態によれば、粒子群を
キャリアガス３２中で分散状態に保持したまま当該粒子
群に対して熱処理を施すようにしているので、粒子ごと
の結晶化のばらつきが少なく、また、粒子群を薄膜状態
等に保持して熱処理を施す場合に比べて、格段に生産性
を上げることができる。
【００３０】なお、上述した実施の形態においては、粒
子発生装置１１として、レーザアブレーション法により
粒子群を発生させるものを用いているが、これに限ら
ず、スパッタリング法やＣＶＤ法、共沈法、エレクトロ
スプレーによる噴霧等の他の方法により粒子群を発生さ
せるものを用いるようにしてもよい。また、熱処理装置
１４として、電気ヒータを備えた電気炉を用いている
が、これに限らず、赤外線ランプ加熱装置等の任意の熱
処理装置を用いるようにしてもよい。
【００３１】
【実施例】次に、上述した実施の形態の具体的実施例に
ついて述べる。
【００３２】粒子発生装置において、容器内を減圧場
（約２Ｔｏｒｒ）の酸素雰囲気とし、粒子発生用原材と
してのＳＢＴ（ＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ９）のセラミック棒
に対してＮｄ−ＹＡＧレーザによりレーザ光を照射し、
レーザアブレーション法によりセラミック棒からナノサ
イズの粒子群を発生させた。
【００３３】ここで、粒子発生装置の容器には流量が３
００ｓｃｃｍの酸素ガスをキャリアガスとして導入し、
容器内にて発生した粒子群を酸素ガス中に分散させた状
態で熱処理装置の容器に導入した。
【００３４】そして、このようにして熱処理装置の容器
に導入された粒子群を容器内にてキャリアガスとともに
流し、容器内にて酸素ガス中で分散状態に保持したまま
所定の温度（３００℃、６００℃および８００℃）で熱
処理を施した。
【００３５】その後、熱処理装置の容器内にて熱処理を
施した粒子群を、酸素ガスとともに粒子捕集装置の容器
に導入し、捕集器を介して、各温度で熱処理が施された
後の粒子群を、捕集用基板としての透過型電子顕微鏡
（ＴＥＭ）観察用カーボン支持膜上に捕集した。
【００３６】これにより、カーボン支持膜上には、強誘
電性を発揮するペロブスカイト構造でかつ高い結晶度を
有する、粒径が約７ｎｍのＳＢＴナノ粒子結晶が得られ
た。
【００３７】以下、このようにして得られたＳＢＴナノ
粒子結晶の詳細な測定結果を述べる。
【００３８】図２は各温度（３００℃、６００℃および
８００℃）で熱処理が施された後のＳＢＴナノ粒子の粒
径分布を、熱処理が施されていないＳＢＴナノ粒子の粒
径分布とともに示す図である。なお、ＳＢＴナノ粒子の
粒径分布は、微分型電気移動度分級装置（ＤＭＡ）を用
いて測定した。
【００３９】図２に示す測定結果から、熱処理の有無ま
たは熱処理の温度に依存することなく、ＳＢＴのナノ粒
子の粒径分布が４〜２０ｎｍの範囲でほぼ同一であり、
高温で熱処理を施した場合でも、熱処理中における粒子
の成長が抑制されていることが分かる。
【００４０】図３(a)(b)(c)(d)はＳＢＴナノ粒子の結晶
構造を示すＴＥＭ写真である。なお、このＴＥＭ写真
は、粒子群が捕集されたＴＥＭ観察用カーボン支持膜を
約４００万倍の高分解能ＴＥＭで観察することにより得
た。
【００４１】このうち、図３(a)(b)はそれぞれ、熱処理
が施されていないＳＢＴナノ粒子の結晶構造の２０万倍
および４００万倍のＴＥＭ像を示し、図３(c)(d)はそれ
ぞれ、８００℃で熱処理が施された後のＳＢＴナノ粒子
の結晶構造の２０万倍および４００万倍のＴＥＭ像を示
す。
【００４２】ここで、熱処理が施されていないＳＢＴナ
ノ粒子には、図３(a)に示すように、球形の粒子と板状
の粒子とが含まれることが分かる。また、この粒子をさ
らに拡大した４００万倍のＴＥＭ像（図３(b)）では、
結晶格子が観察されず、この粒子がアモルファス相であ
ることが分かる。
【００４３】一方、８００℃で熱処理が施された後のＳ
ＢＴナノ粒子は、２０万倍のＴＥＭ像（図３(c)）で、
球形の粒子のみが含まれていることが分かる。また、こ
の粒子をさらに拡大した４００万倍のＴＥＭ像（図３
(c)）では、この粒子が所定の格子間隔（０．２７ｎ
ｍ）を有する結晶構造を持つことが分かる。
【００４４】なお、図示はしないが、３００℃および６
００℃の各温度で熱処理が施された後のＳＢＴナノ粒子
のＴＥＭ像では、熱処理が施されていないＳＢＴナノ粒
子と同様に粒子がアモルファス相であることが観察され
た。
【００４５】このような測定結果から、高温（８００
℃）で熱処理を施すことにより、高い結晶度を有するＳ
ＢＴナノ粒子結晶が得られることが分かった。
【００４６】図４は８００℃で熱処理が施された後のＳ
ＢＴナノ粒子の粒子組成スペクトルを示す図である。な
お、ＳＢＴナノ粒子の粒子組成スペクトルは、電子線マ
イクロビームを利用したＥＤＸ（Energy Dispersive X-
ray Spectroscopy）測定により得た。
【００４７】図４に示すように、ＳＢＴナノ粒子の粒子
組成スペクトルとして、Ｓｒ、ＢｉおよびＴａのＸ線ピ
ークと、Ｏ（酸素）のＸ線ピークが観測されることが分
かる。なお、図４に示す測定結果では、Ｃｕの信号が観
測されているが、この信号は、粒子を捕集するために用
いたマイクログリッドに起因したものである。
【００４８】このような測定結果から、ＳＢＴナノ粒子
には不純物が少ないことが分かった。
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
純度でかつ高い結晶度を有するナノサイズの金属酸化物
強誘電体粒子結晶を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る金属酸化物強誘電
体粒子結晶の製造方法を実現する製造装置の構成の一例
を示す図。
【図２】各温度（３００℃、６００℃および８００℃）
で熱処理が施された後のＳＢＴナノ粒子の粒径分布を、
熱処理が施されていないＳＢＴナノ粒子の粒径分布とと
もに示す図である。
【図３】ＳＢＴナノ粒子の結晶構造を示す透過型電子顕
微鏡（ＴＥＭ）写真。図３(a)(b)は熱処理が施されてい
ないＳＢＴナノ粒子の結晶構造を示し、図３(c)(d)は熱
処理（８００℃）が施された後のＳＢＴナノ粒子の結晶
構造を示す。
【図４】８００℃で熱処理が施された後のＳＢＴナノ粒
子の粒子組成スペクトルを示す図。
【符号の説明】
１０ 製造装置 １１ 粒子発生装置 １２ 容器 １３ レーザ出力装置 １４ 熱処理装置 １５ 容器 １６ 電気ヒータ １７ 粒子捕集装置 １８ 容器 １９ 捕集器 ２０ 捕集用基板 ２１ａ 導入管 ２１ｂ，２１ｃ 連絡管 ３１ 粒子発生用原材 ３２ キャリアガス ３３ レーザ光
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年１０月２５日（２００２．１０．
２５）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮 川 武 埼玉県和光市広沢２番１号 理化学研究所 内 (72)発明者 大 木 義 路 埼玉県和光市広沢２番１号 理化学研究所 内 Ｆターム(参考） 4G042 DA02 DB15 DC03 DD04 DD10 DE03 DE12 4G048 AA05 AB01 AC02 AD03 AD08 AE05 5F083 FR01 JA13 JA14 JA15 JA17 PR22

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ナノサイズの金属酸化物強誘電体粒子結晶
    を製造する方法において、 金属酸化物強誘電体からなるナノサイズの粒子群を発生
    させ、当該粒子群を気相中に分散させる工程と、 前記粒子群を気相中で分散状態に保持したまま当該粒子
    群に対して熱処理を施す工程とを含むことを特徴とす
    る、金属酸化物強誘電体粒子結晶の製造方法。
  2. 【請求項２】前記金属酸化物強誘電体は、結晶構造とし
    てペロブスカイト構造をとることを特徴とする、請求項
    １記載の金属酸化物強誘電体粒子結晶の製造方法。
  3. 【請求項３】前記気相は酸素ガスからなることを特徴と
    する、請求項１または２記載の金属酸化物強誘電体粒子
    結晶の製造方法。
  4. 【請求項４】前記気相は酸素ガスと他のガスとの混合ガ
    スからなることを特徴とする、請求項１または２記載の
    金属酸化物強誘電体粒子結晶の製造方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006013826A1 (ja) * 2004-08-06 2006-02-09 Japan Science And Technology Agency Ｂｉ層状化合物ナノプレート及びその配列体並びにそれらの製造方法とそれを用いた装置
WO2007010874A1 (ja) * 2005-07-15 2007-01-25 Asahi Glass Company, Limited タンタル酸ストロンチウムビスマス微粒子の製造方法
JP2012096935A (ja) * 2010-10-29 2012-05-24 Murata Mfg Co Ltd 銅酸化物量子ドットの製造方法
JP2012522720A (ja) * 2009-04-06 2012-09-27 セルポテック エイエス 方法
JP2020006458A (ja) * 2018-07-05 2020-01-16 一般財団法人ファインセラミックスセンター 強誘電体ナノ粒子集積方法、強誘電体ナノ粒子集積装置及び電子部品の製造方法

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100682886B1 (ko) * 2003-12-18 2007-02-15 삼성전자주식회사 나노입자의 제조방법
JP2005311071A (ja) * 2004-04-21 2005-11-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置およびその製造方法
DE102005009511B3 (de) 2005-02-24 2006-12-14 Infineon Technologies Ag Halbleiterspeichervorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterspeichervorrichtung
US7482927B2 (en) * 2006-01-05 2009-01-27 Long Range Systems, Inc. Surveillance and alerting system and method
JP5355095B2 (ja) * 2006-02-16 2013-11-27 ブリガム・ヤング・ユニバーシティ 超高純度の金属酸化物、混合金属酸化物、金属、および合金の均一なナノ粒子の製造
KR100847671B1 (ko) 2006-06-13 2008-07-23 삼성정밀화학 주식회사 구상의 글라스 미립자 제조방법 및 그의 제조장치
US20080006524A1 (en) * 2006-07-05 2008-01-10 Imra America, Inc. Method for producing and depositing nanoparticles
US20080187684A1 (en) 2007-02-07 2008-08-07 Imra America, Inc. Method for depositing crystalline titania nanoparticles and films
WO2008118422A1 (en) * 2007-03-26 2008-10-02 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Metal oxide nanocrystals: preparation and uses
US20100135937A1 (en) * 2007-03-26 2010-06-03 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Metal oxide nanocrystals: preparation and uses
US8591987B2 (en) * 2009-05-18 2013-11-26 Northrop Grumman Systems Corporation Multiferroic nanoscale thin film materials, method of its facile syntheses and magnetoelectric coupling at room temperature
US8658056B1 (en) 2010-05-05 2014-02-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Harvesting single domain nanoparticles and their applications
US8790440B2 (en) * 2010-11-08 2014-07-29 Raytheon Company Forming spherical semiconductive nanoparticles
US9079164B2 (en) 2012-03-26 2015-07-14 Brigham Young University Single reaction synthesis of texturized catalysts
US9114378B2 (en) 2012-03-26 2015-08-25 Brigham Young University Iron and cobalt based fischer-tropsch pre-catalysts and catalysts
US9289750B2 (en) 2013-03-09 2016-03-22 Brigham Young University Method of making highly porous, stable aluminum oxides doped with silicon

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1001780A4 (fr) * 1988-06-13 1990-03-06 Solvay Procede pour la fabrication de cristaux de titanate de baryum et/ou de strontium et cristaux de titanate de baryum et/ou de strontium.
US5358695A (en) 1993-01-21 1994-10-25 Physical Sciences, Inc. Process for producing nanoscale ceramic powders
US5460701A (en) 1993-07-27 1995-10-24 Nanophase Technologies Corporation Method of making nanostructured materials
DE19744857A1 (de) 1997-10-10 1999-05-06 Fraunhofer Ges Forschung Nanokristalliner Sensor und Herstellungsverfahren

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006013826A1 (ja) * 2004-08-06 2006-02-09 Japan Science And Technology Agency Ｂｉ層状化合物ナノプレート及びその配列体並びにそれらの製造方法とそれを用いた装置
JP2006045021A (ja) * 2004-08-06 2006-02-16 Japan Science & Technology Agency Ｂｉ層状化合物ナノプレート及びその配列体並びにその製造方法とそれを用いた装置
WO2007010874A1 (ja) * 2005-07-15 2007-01-25 Asahi Glass Company, Limited タンタル酸ストロンチウムビスマス微粒子の製造方法
JP5056414B2 (ja) * 2005-07-15 2012-10-24 旭硝子株式会社 タンタル酸ストロンチウムビスマス微粒子の製造方法
JP2012522720A (ja) * 2009-04-06 2012-09-27 セルポテック エイエス 方法
JP2012096935A (ja) * 2010-10-29 2012-05-24 Murata Mfg Co Ltd 銅酸化物量子ドットの製造方法
JP2020006458A (ja) * 2018-07-05 2020-01-16 一般財団法人ファインセラミックスセンター 強誘電体ナノ粒子集積方法、強誘電体ナノ粒子集積装置及び電子部品の製造方法
JP7209952B2 (ja) 2018-07-05 2023-01-23 一般財団法人ファインセラミックスセンター 強誘電体ナノ粒子集積方法及び電子部品の製造方法

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