JP2008133186A - Method for producing inorganic fine particles - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無機微粒子の作製方法に関する。 The present invention relates to a method for producing inorganic fine particles.
近年、ｎｍオーダの微粒子に関する研究が盛んに行われている。一方で、サブミクロンオーダあるいは数十ｎｍオーダの微粒子についても、その応用的な見地から極めて重要である。例えば、画像表示装置における画素を前述のようなオーダの微粒子から構成することによって、前記画像表示装置の画質を著しく向上させることができる。しかしながら、現状においては、前述したような微粒子を短時間で簡易に作製する方法が開示されていない。 In recent years, research on fine particles of nm order has been actively conducted. On the other hand, fine particles of submicron order or tens of nm order are extremely important from the viewpoint of application. For example, the image quality of the image display device can be remarkably improved by forming the pixels in the image display device from fine particles of the order as described above. However, at present, there is no disclosure of a method for easily producing fine particles as described above in a short time.
本発明は、サブミクロンオーダからｎｍオーダの微粒子を短時間で簡易に作製する新たな方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a new method for easily producing fine particles of submicron order to nm order in a short time.
上記目的を達成すべく、本発明は、
所定の溶媒中に、無機微粒子を構成する原料を溶解させて原料溶液を形成する工程と、
前記原料溶液中に高分子材料を添加溶解して、ポリマー含有原料溶液を形成する工程と、
前記ポリマー含有原料溶液を所定温度に加熱して、前記ポリマー含有原料溶液中の高分子材料を分解除去することにより前記無機微粒子を生成する工程と、
を具えることを特徴とする、無機微粒子の作製方法に関する。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
A step of dissolving a raw material constituting the inorganic fine particles in a predetermined solvent to form a raw material solution;
Adding and dissolving a polymer material in the raw material solution to form a polymer-containing raw material solution;
Heating the polymer-containing raw material solution to a predetermined temperature and decomposing and removing the polymer material in the polymer-containing raw material solution to produce the inorganic fine particles;
The present invention relates to a method for producing inorganic fine particles.
従来、サブミクロンオーダあるいはｎｍオーダの微粒子を液相反応法によって合成（作製）する試みがなされている。前記液相反応法によれば、前記微粒子を構成する構成元素からなるプリカーサを水中などに溶解させ、酸化還元反応を通じて前記微粒子を合成（作製）する。しかしながら、このような従来の方法では、合成直後に生じる前記微粒子の凝集によって、前記微粒子の大きさを均一に揃えることができないでいた。 Conventionally, attempts have been made to synthesize (manufacture) submicron or nm order fine particles by a liquid phase reaction method. According to the liquid phase reaction method, a precursor composed of constituent elements constituting the fine particles is dissolved in water or the like, and the fine particles are synthesized (produced) through an oxidation-reduction reaction. However, in such a conventional method, the size of the fine particles cannot be made uniform due to the aggregation of the fine particles that occurs immediately after synthesis.
一方、前記微粒子の凝集を抑制すべく、上述した反応系に分散剤などを添加することが試みられているが、前記微粒子を合成（作製）した後において、前記分散剤を前記微粒子から除去することが困難になり、前記微粒子を用いて画像表示装置などのデバイスを作製した際に、前記デバイスの特性を劣化させてしまうなどの問題も生じていた。 On the other hand, in order to suppress aggregation of the fine particles, it has been attempted to add a dispersant or the like to the reaction system described above, but after the fine particles are synthesized (produced), the dispersant is removed from the fine particles. However, when a device such as an image display device is manufactured using the fine particles, there is a problem that the characteristics of the device are deteriorated.
かかる問題に鑑み、本発明者らは、前記液相反応法において、微粒子を構成する原料を含む原料溶液中に高分子材料を含有させてポリマー含有原料溶液を作製し、このポリマー含有原料溶液を所定温度に加熱することによって、前記ポリマー含有原料溶液から前記微粒子を合成することを想到した。 In view of such problems, the present inventors prepared a polymer-containing raw material solution by containing a polymer material in a raw material solution containing a raw material constituting the fine particles in the liquid phase reaction method. It was conceived that the fine particles were synthesized from the polymer-containing raw material solution by heating to a predetermined temperature.
図１は、本発明の微粒子の作製方法における、前記微粒子の合成過程を示す概念図である。図１（ａ）に示すように、ポリマー含有原料溶液中には、そこに含まれる高分子材料による高分子ネットワークが形成される。次いで、前記ポリマー含有原料溶液に対して加熱処理が施されると、図１（ｂ）に示すように、前記高分子ネットワーク中に目的とする微粒子の核が生成され、次いで、図１（ｃ）に示すように、前記核を中心として前記微粒子の成長が進行するとともに、前記高分子材料が熱分解し、図１（ｄ）に示すような目的とする前記微粒子が得られる。 FIG. 1 is a conceptual diagram showing a process of synthesizing the fine particles in the method for producing fine particles of the present invention. As shown in FIG. 1A, in the polymer-containing raw material solution, a polymer network is formed by the polymer material contained therein. Next, when the polymer-containing raw material solution is subjected to heat treatment, as shown in FIG. 1B, nuclei of target fine particles are generated in the polymer network, and then FIG. As shown in FIG. 1D, the growth of the fine particles progresses around the nucleus, and the polymer material is thermally decomposed to obtain the intended fine particles as shown in FIG.
このように、本発明によれば、前記微粒子は、前記ポリマー含有原料溶液中の、前記高分子材料中で前記原料から合成されて作製されるようになるので、その凝集が前記高分子材料の、前記ポリマー含有原料溶液中での含有量及び分子量に依存して抑制されるようになる。また、前記微粒子の合成に際して、前記高分子材料が熱媒体として機能するようになるため、前記微粒子は比較的低温の加熱処理によって合成されるようになるとともに、前記微粒子生成場の温度及び濃度が均一となるため、前記微粒子は均一の大きさで成長するようになる。その結果、前記微粒子の大きさは均一に揃えられるとともに、前記高分子材料が熱媒体として機能することに起因して、前記微粒子を比較的低温度で簡易に合成（作製）することができるようになる。 As described above, according to the present invention, the fine particles are synthesized from the raw material in the polymer material in the polymer-containing raw material solution, so that the aggregation of the polymer material is performed. , And is controlled depending on the content and molecular weight in the polymer-containing raw material solution. Further, when the fine particles are synthesized, the polymer material functions as a heat medium, so that the fine particles are synthesized by heat treatment at a relatively low temperature, and the temperature and concentration of the fine particle generation field are Since it becomes uniform, the fine particles grow in a uniform size. As a result, the sizes of the fine particles can be made uniform, and the fine particles can be easily synthesized (manufactured) at a relatively low temperature due to the polymer material functioning as a heat medium. become.
なお、前記微粒子の大きさは、前記加熱処理における加熱保持時間及び／又は加熱温度を調整することによって制御できる。具体的には、前記加熱保持時間が増大するにつれて、あるいは前記加熱温度が増大するにつれて、前記微粒子の粒子径も増大する。一方、前記加熱保持時間が減少するにつれて、あるいは前記加熱温度が減少するにつれて、前記微粒子の粒子径も減少する。しかしながら、前記加熱保持時間及び前記加熱温度が著しく減少すると、前記微粒子の合成（作製）自体が困難となるため、前記微粒子の粒子径を小さくする場合においては、前記微粒子の合成が可能な加熱保持時間及び加熱温度の範囲内で適宜に設定する。 The size of the fine particles can be controlled by adjusting the heating and holding time and / or the heating temperature in the heat treatment. Specifically, the particle diameter of the fine particles increases as the heating and holding time increases or as the heating temperature increases. On the other hand, as the heating and holding time decreases or as the heating temperature decreases, the particle diameter of the fine particles also decreases. However, if the heating and holding time and the heating temperature are significantly reduced, it becomes difficult to synthesize (manufacture) the fine particles themselves. Therefore, when the particle size of the fine particles is reduced, the heated and held particles can be synthesized. It sets suitably within the range of time and heating temperature.
また、本発明においては、前記ポリマー含有原料溶液中にフラックス塩を含有させることができる。上述したポリマー含有原料溶液の加熱処理のみでは、ｎｍオーダあるいは数十ｎｍオーダの微粒子は比較的簡易に作製することができるが、前記加熱処理における加熱保持時間や加熱温度を制御しても、サブミクロンオーダの微粒子を作製することは困難である。しかしながら、前記ポリマー含有原料溶液中にフラックス塩を含有させることによって、上述した加熱処理によって、サブミクロンオーダの微粒子を簡易に作製できるようになる。 In the present invention, a flux salt can be contained in the polymer-containing raw material solution. Fine particles of the order of nanometers or several tens of nanometers can be produced relatively easily only by the heat treatment of the polymer-containing raw material solution described above, but even if the heat holding time and the heat temperature in the heat treatment are controlled, It is difficult to produce micron-order fine particles. However, the inclusion of a flux salt in the polymer-containing raw material solution makes it possible to easily produce submicron-order fine particles by the heat treatment described above.
なお、前記フラックス塩は、生成した前記微粒子上に付着するようになるので、必要に応じて前記微粒子を洗浄して、前記微粒子を除去する。 In addition, since the said flux salt comes to adhere on the said produced | generated fine particle, the said fine particle is wash | cleaned as needed and the said fine particle is removed.
以上説明したように、本発明によれば、サブミクロンオーダからｎｍオーダの微粒子を短時間で簡易に作製する新たな方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a new method for easily and easily producing fine particles of submicron order to nm order.
以下、本発明の詳細、並びにその他の特徴及び利点について、最良の形態に基づいて詳細に説明する。 The details of the present invention and other features and advantages will be described in detail below based on the best mode.
本発明の微粒子の作製方法においては、最初に、目的とする微粒子を構成する原料を所定の溶媒中に溶解させて原料溶液を形成する。前記溶媒の種類は特に限定されず、純水、硝酸などの酸や有機溶剤など任意のものを用いることができる。 In the method for producing fine particles of the present invention, first, a raw material constituting a target fine particle is dissolved in a predetermined solvent to form a raw material solution. The kind of the said solvent is not specifically limited, Arbitrary things, such as acids, organic solvents, such as a pure water and nitric acid, can be used.
また、前記原料の量は、生成すべき前記微粒子の量に応じて適宜に調節する。しかしながら、多量の原料を用いると、前記溶媒中に溶解しなくなるばかりでなく、本発明の高分子材料を用いた合成の効果が十分に発揮されなくなり、合成の過程において微粒子が凝集し、前記微粒子の大きさを均一に揃えることが困難となる場合がある。 The amount of the raw material is appropriately adjusted according to the amount of the fine particles to be generated. However, when a large amount of raw material is used, not only does it not dissolve in the solvent, but the effect of the synthesis using the polymer material of the present invention is not sufficiently exhibited, and the fine particles are aggregated during the synthesis process. It may be difficult to evenly arrange the sizes.
次いで、前記原料溶液に所定の高分子材料を溶解させて、ポリマー含有原料溶液を形成する。前記高分子材料は、前記ポリマー含有原料溶液を構成することによって、合成過程において前記微粒子の凝集を抑制し、熱媒体として機能することにより、以下に詳述する加熱処理における加熱温度及び加熱保持時間を減少させることができれば、特に限定されるものではない。 Next, a predetermined polymer material is dissolved in the raw material solution to form a polymer-containing raw material solution. The polymer material constitutes the polymer-containing raw material solution, suppresses aggregation of the fine particles in the synthesis process, and functions as a heating medium, thereby heating temperature and heating holding time in the heat treatment described in detail below. If it can reduce, it will not specifically limit.
しかしながら、好ましくは分子量が400〜4,000,000である高分子材料を用いることが好ましい。この場合、前記高分子材料は、前記ポリマー含有原料溶液中で最適な高分子ネットワークを形成し、合成過程における微粒子の凝集を効果的に抑制できるとともに、良好な熱媒体として機能し、前記微粒子の合成（作製）における加熱温度及び加熱保持時間を十分に低減できるようになる。また、以下に詳述する加熱処理においてほぼ完全に分解し、前記微粒子の表面に付着して残留することがないので、かかる付着高分子の除去作業などの余分な工程を必要としなくなる。 However, it is preferable to use a polymer material having a molecular weight of 400 to 4,000,000. In this case, the polymer material forms an optimal polymer network in the polymer-containing raw material solution, can effectively suppress the aggregation of the fine particles in the synthesis process, and functions as a good heat medium. The heating temperature and heating holding time in the synthesis (production) can be sufficiently reduced. Further, since it is almost completely decomposed in the heat treatment described below and does not remain attached to the surface of the fine particles, an extra step such as removal of the attached polymer is not required.
なお、上記高分子材料として、入手の容易さなどから、具体的には、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポロビニルピロリドン及びデキストラン、プルランを例示することができる。これらの高分子材料は単独で用いることもできるが、複数を組み合わせて用いることもできる。 Specific examples of the polymer material include polyethylene glycol, polyvinyl alcohol, polovinyl pyrrolidone, dextran, and pullulan because of availability. These polymer materials can be used alone or in combination.
次いで、前記ポリマー含有原料溶液を所定温度に加熱する。この加熱処理における加熱温度は、図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示すように、前記ポリマー含有原料溶液から核生成が生じ、この核を中心として微粒子が成長するとともに、前記ポリマー含有原料溶液を構成する前記高分子材料（高分子ネットワーク）が熱分解するような温度に設定する。しかしながら、本発明では、前記高分子材料（高分子ネットワーク）自体が熱媒体として機能するので、前記加熱温度は従来の微粒子作製方法における加熱温度に比較して十分に低減させることができる。 Next, the polymer-containing raw material solution is heated to a predetermined temperature. As shown in FIGS. 1B and 1C, the heating temperature in this heat treatment is such that nucleation occurs from the polymer-containing raw material solution, and fine particles grow around this nucleus, and the polymer-containing raw material The temperature is set such that the polymer material (polymer network) constituting the solution is thermally decomposed. However, in the present invention, since the polymer material (polymer network) itself functions as a heat medium, the heating temperature can be sufficiently reduced as compared with the heating temperature in the conventional fine particle production method.
例えば、以下の実施例で詳述する(Y,Ga)3Al5O12:Ce微粒子などを作製するに際しては、従来の方法では１６５０℃程度の加熱温度を必要としたが、本発明の方法では１０００℃以下の加熱温度においても前記微粒子を十分に作製（合成）することができる。 For example, when producing (Y, Ga) 3 Al 5 O 12 : Ce fine particles and the like described in detail in the following examples, the conventional method requires a heating temperature of about 1650 ° C., but the method of the present invention. Thus, the fine particles can be sufficiently produced (synthesized) even at a heating temperature of 1000 ° C. or lower.
なお、目的とする微粒子の大きさは、前記加熱処理における加熱保持時間及び／又は加熱温度を調整することによって制御できる。具体的には、前記加熱保持時間を増大させることによって、あるいは前記加熱温度を増大させることによって、前記微粒子の粒子径を増大させることができる。一方、前記加熱保持時間を減少させることによって、あるいは前記加熱温度を減少させることによって、前記微粒子の粒子径を減少させることができる。 Note that the size of the target fine particles can be controlled by adjusting the heating and holding time and / or the heating temperature in the heat treatment. Specifically, the particle diameter of the fine particles can be increased by increasing the heating and holding time or by increasing the heating temperature. On the other hand, the particle diameter of the fine particles can be reduced by reducing the heating and holding time or by reducing the heating temperature.
なお、前記加熱保持時間及び前記加熱温度が著しく減少すると、前記微粒子の合成（作製）自体が困難となるため、前記微粒子の粒子径を小さくする場合においては、前記微粒子の合成が可能な加熱保持時間及び加熱温度の範囲内で適宜に設定する。 If the heating and holding time and the heating temperature are significantly reduced, the synthesis (preparation) of the fine particles itself becomes difficult. Therefore, when the particle size of the fine particles is reduced, the heating and holding capable of synthesizing the fine particles are performed. It sets suitably within the range of time and heating temperature.
以上のような工程を経ることにより、ｎｍオーダから数十ｎｍオーダの微粒子を簡易に形成することができる。 Through the steps as described above, fine particles having an order of nm to several tens of nm can be easily formed.
また、本発明においては、前記ポリマー含有原料溶液中にフラックス塩を含有させることができる。上述したように、ポリマー含有原料溶液の加熱処理のみでは、ｎｍオーダあるいは数十ｎｍオーダの微粒子は比較的簡易に作製することができるが、前記加熱処理における加熱保持時間や加熱温度を制御しても、サブミクロンオーダの微粒子を作製することは困難である。しかしながら、前記ポリマー含有原料溶液中にフラックス塩を含有させることによって、上述した加熱処理によって、サブミクロンオーダの微粒子を簡易に作製できるようになる。 In the present invention, a flux salt can be contained in the polymer-containing raw material solution. As described above, nanometer- or tens-nm-order microparticles can be produced relatively easily only by the heat treatment of the polymer-containing raw material solution. However, the heating and holding time and the heating temperature in the heat treatment are controlled. However, it is difficult to produce submicron order fine particles. However, the inclusion of a flux salt in the polymer-containing raw material solution makes it possible to easily produce submicron-order fine particles by the heat treatment described above.
前記フラックス塩としては、BaF2、LiNO3、NaCl、KCl、KFまたはそれらの混合フラックスを好ましく用いることができるが、上述した作用効果を奏するものであれば、これらに限定されるものではない。但し、例示したフラックス塩は入手が容易であって廉価であり、上述した作用効果を顕著に奏する。なお、例示したフラックス塩は単独で用いることもできるし、複数を組み合わせて用いることもできる。 As the flux salt, BaF 2 , LiNO 3 , NaCl, KCl, KF or a mixed flux thereof can be preferably used. However, the flux salt is not limited to these as long as the above-described effects are exhibited. However, the exemplified flux salt is easy to obtain and inexpensive, and exhibits the above-described effects. In addition, the illustrated flux salt can be used alone or in combination.
なお、前記フラックス塩は、生成した前記微粒子上に付着するようになるので、必要に応じて前記微粒子を洗浄し、前記フラックス塩を除去する。前記微粒子の洗浄は、前記微粒子を、純水や硝酸などの酸、あるいはアルコールなどの有機溶媒などに浸漬させ、超音波を付加することによって実施することができる。また、前記超音波洗浄とは別にあるいはこれと付随させて、前記微粒子を遠心分離器に設置して、遠心分離を行うことによって実施することができる。これらの操作は複数回行うことができる。 In addition, since the said flux salt comes to adhere on the said produced | generated fine particle, the said fine particle is wash | cleaned as needed and the said flux salt is removed. The fine particles can be washed by immersing the fine particles in an acid such as pure water or nitric acid, or an organic solvent such as alcohol, and applying ultrasonic waves. Moreover, it can implement by performing the centrifugal separation by installing the said microparticles | fine-particles in a centrifuge separately from the said ultrasonic cleaning, or accompanying it. These operations can be performed multiple times.
以上のように、ポリマー含有原料溶液の加熱処理に加えてフラックス塩を用いることにより、サブミクロンオーダのｎｍオーダから数十ｎｍオーダの微粒子を簡易に形成することができる。また、この場合、例えば、以下の実施例で詳述する(Y,Ga)3Al5O12:Ce微粒子などを作製するに際しては、前記微粒子の内部に、発光に寄与するアルミナイットリアガーネット（YAG）相を形成することができるようになる。 As described above, by using the flux salt in addition to the heat treatment of the polymer-containing raw material solution, it is possible to easily form fine particles of submicron order nm order to several tens nm order. In this case, for example, when producing (Y, Ga) 3 Al 5 O 12 : Ce fine particles, which will be described in detail in the following examples, alumina yttria garnet (YAG contributing to light emission) is contained inside the fine particles. ) Phase can be formed.
なお、本発明においては、上述した加熱処理に先立って、前記ポリマー含有原料溶液に予備加熱処理を施し、前記ポリマー含有原料溶液中の溶媒を除去するようにすることができる。この場合、前記加熱処理はポリマー溶媒中で行われることになり、上述した高分子材料（高分子ネットワーク）による微粒子の凝集抑制効果がより増大するとともに、前記高分子材料の熱媒体としての作用効果がより助長されることになる。したがって、目的とする微粒子をより均一な大きさに、低温度で短時間に合成（作製）できるようになる。 In the present invention, prior to the heat treatment described above, the polymer-containing raw material solution can be preheated to remove the solvent in the polymer-containing raw material solution. In this case, the heat treatment is performed in a polymer solvent, and the effect of suppressing aggregation of fine particles by the polymer material (polymer network) described above is further increased, and the effect of the polymer material as a heat medium is increased. Will be promoted more. Therefore, it becomes possible to synthesize (manufacture) target fine particles in a more uniform size at a low temperature in a short time.
また、本発明においては、前記ポリマー含有原料溶液中のｐＨを調節することによって、目的とする微粒子の結晶構造を制御することができる。例えば、以下に詳述するように、(Y,Ga)3Al5O12:Ce微粒子などを作製するに際しては、前記ポリマー含有原料溶液を酸性にすることによって、前記微粒子の内部に、前記フラックス塩の有無によらず、YAG相を形成することができるようになる。特に、前記フラックス塩を併用すれば、前記微粒子をほぼYAG相のみから構成することができる。 In the present invention, the crystal structure of the target fine particles can be controlled by adjusting the pH in the polymer-containing raw material solution. For example, as described in detail below, when producing (Y, Ga) 3 Al 5 O 12 : Ce fine particles and the like, by making the polymer-containing raw material solution acidic, the flux is contained inside the fine particles. A YAG phase can be formed with or without salt. In particular, if the flux salt is used in combination, the fine particles can be composed almost of YAG phase.
（実施例１）
最初に、硝酸イットリウム、硝酸ガドリニウム、硝酸アルミニウム、硝酸ガリウム、及び硝酸セリウムを超純水に溶解して、原料溶液を形成した。なお、原料溶液濃度は０．３Ｍとした。また、前記硝酸セリウムは、最終的に得る微粒子中のセリウム濃度が１．０ａｔ％となるように調製した。次いで、前記原料溶液に対して、ポリエチレングリコール（分子量２００００）を添加し、ポリマー含有原料溶液を作製した。なお、前記ポリマー含有原料溶液中のポリマー濃度は０．０２Ｍとした。
(Example 1)
First, yttrium nitrate, gadolinium nitrate, aluminum nitrate, gallium nitrate, and cerium nitrate were dissolved in ultrapure water to form a raw material solution. The raw material solution concentration was 0.3M. The cerium nitrate was prepared so that the cerium concentration in the finally obtained fine particles was 1.0 at%. Next, polyethylene glycol (molecular weight 20000) was added to the raw material solution to prepare a polymer-containing raw material solution. The polymer concentration in the polymer-containing raw material solution was 0.02M.
次いで、前記ポリマー含有原料溶液をるつぼ（ニツカトー社製SSA−H Bl型30ml）内に入れると共に、前記るつぼをマッフル加熱炉（光洋リンドバーグ）内に入れて、前記ポリマー含有原料溶液に対して加熱処理を施した。なお、加熱温度は１０００℃とし、加熱保持時間は５分とした。その結果、粒子径約２０ｎｍの(Y,Ga)3Al5O12:Ce微粒子を得ることができた。図２に、前記微粒子のＳＥＭ写真を示す。 Next, the polymer-containing raw material solution is put into a crucible (Nichikato SSA-H Bl type 30 ml) and the crucible is put into a muffle heating furnace (Koyo Lindberg) to heat the polymer-containing raw material solution. Was given. The heating temperature was 1000 ° C. and the heating and holding time was 5 minutes. As a result, (Y, Ga) 3 Al 5 O 12 : Ce fine particles having a particle diameter of about 20 nm were obtained. FIG. 2 shows an SEM photograph of the fine particles.
（実施例２）
図１に示すポリマー含有原料溶液中にＢａＦ２フラックス塩を０．０６Ｍの濃度で含有させた以外は、実施例１と同様にして加熱処理を行い、(Y,Ga)3Al5O12:Ce微粒子の合成（作製）を実施した。前記微粒子の粒子径は約０．２μｍであり、サブミクロンオーダを有することが判明した。図３に、前記微粒子のＳＥＭ写真を示す。なお、粉末Ｘ線回折装置（XRD, Rigaku, RINT 2000）による解析の結果、前記微粒子中には、YAG相が形成されていることが確認された。
(Example 2)
Heat treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that BaF 2 flux salt was contained in the polymer-containing raw material solution shown in FIG. 1 at a concentration of 0.06M, and (Y, Ga) 3 Al 5 O 12 : Ce fine particles were synthesized (manufactured). The particle diameter of the fine particles was about 0.2 μm and was found to have a submicron order. FIG. 3 shows an SEM photograph of the fine particles. As a result of analysis by a powder X-ray diffractometer (XRD, Rigaku, RINT 2000), it was confirmed that a YAG phase was formed in the fine particles.
（実施例３）
硝酸イットリウム、硝酸ガドリニウム、硝酸アルミニウム、硝酸ガリウム、及び硝酸セリウムを1N-HNO350mol%の酸性溶液に溶解して、原料溶液を形成した。なお、原料溶液濃度は１．０Ｍとした。また、前記硝酸セリウムは、最終的に得る微粒子中のセリウム濃度が１．０ａｔ％となるように調製した。次いで、前記原料溶液に対して、ポリエチレングリコール（分子量２００００）を含有させて、ポリマー含有原料溶液を作製し、次いで、前記ポリマー含有原料溶液中に、ＢａＦ２フラックス塩を０．０４Ｍの濃度で含有させた。
(Example 3)
Yttrium nitrate, gadolinium nitrate, aluminum nitrate, gallium nitrate, and cerium nitrate were dissolved in an acidic solution of 1N-HNO 3 50 mol% to form a raw material solution. The raw material solution concentration was 1.0M. The cerium nitrate was prepared so that the cerium concentration in the finally obtained fine particles was 1.0 at%. Next, polyethylene glycol (molecular weight 20000) is contained in the raw material solution to prepare a polymer-containing raw material solution, and then BaF 2 flux salt is contained at a concentration of 0.04M in the polymer-containing raw material solution. I let you.
次いで、実施例１と同様にして加熱処理を行い、(Y,Ga)3Al5O12:Ce微粒子の合成（作製）を実施した。前記微粒子の粒子径は約0.15μｍであった。なお、前記粉末Ｘ線回折装置による解析の結果、前記微粒子はYAG相のみから形成されていることが確認された。 Next, heat treatment was performed in the same manner as in Example 1 to synthesize (produce) (Y, Ga) 3 Al 5 O 12 : Ce fine particles. The particle diameter of the fine particles was about 0.15 μm. As a result of analysis by the powder X-ray diffractometer, it was confirmed that the fine particles were formed only from the YAG phase.
（比較例）
実施例１に示す原料溶液に対して実施例１と同様にして加熱処理を行い、(Y,Ga)3Al5O12:Ce微粒子の合成（作製）を実施した。前記微粒子の粒子径は数μｍに達し、粒子径が不均一であるとともに、肥大した片状粒子であることが確認された。図４に、前記微粒子のＳＥＭ写真を示す。
(Comparative example)
The raw material solution shown in Example 1 was subjected to a heat treatment in the same manner as in Example 1 to synthesize (produce) (Y, Ga) 3 Al 5 O 12 : Ce fine particles. The particle diameter of the fine particles reached several μm, and it was confirmed that the particle diameter was non-uniform and enlarged flake shaped particles. FIG. 4 shows an SEM photograph of the fine particles.
以上実施例１及び２並びに比較例より、本発明の方法により、数十ｎｍオーダあるいはサブミクロンオーダの(Y,Ga)3Al5O12:Ce微粒子を作製できることが分かる。また、実施例３より、ポリマー含有原料溶液を酸性溶液から構成し、そのｐＨを酸性側に傾斜させることによって、前記(Y,Ga)3Al5O12:Ce微粒子の結晶構造を制御できる（総てをYAG相とする）ことが判明した。 As can be seen from Examples 1 and 2 and the comparative example, (Y, Ga) 3 Al 5 O 12 : Ce fine particles of the order of several tens of nm or submicrons can be produced by the method of the present invention. Further, from Example 3, the polymer-containing raw material solution is composed of an acidic solution, and the crystal structure of the (Y, Ga) 3 Al 5 O 12 : Ce fine particles can be controlled by inclining the pH to the acidic side ( It was found that all were YAG phases).
以上、具体例を挙げながら発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明してきたが、本発明は上記内容に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。 As described above, the present invention has been described in detail based on the embodiments of the present invention with specific examples. However, the present invention is not limited to the above contents, and all modifications and changes are made without departing from the scope of the present invention. It can be changed.
例えば、上記具体例においては、(Y,Ga)3Al5O12:Ce微粒子を作製する場合について述べたが、それ以外の微粒子、例えばBaMgAl10O17:Eu、ZrO2、Y2O3：Eu及びGaNについても用いることができる。 For example, in the above specific example, the case of producing (Y, Ga) 3 Al 5 O 12 : Ce fine particles has been described, but other fine particles such as BaMgAl 10 O 17 : Eu, ZrO 2 , Y 2 O 3 : Eu and GaN can also be used.
Claims (12)
前記原料溶液中に高分子材料を添加溶解して、ポリマー含有原料溶液を形成する工程と、
前記ポリマー含有原料溶液を所定温度に加熱して、前記ポリマー含有原料溶液中の高分子材料を分解除去することにより前記無機微粒子を生成する工程と、
を具えることを特徴とする、無機微粒子の作製方法。 A step of dissolving a raw material constituting the inorganic fine particles in a predetermined solvent to form a raw material solution;
Adding and dissolving a polymer material in the raw material solution to form a polymer-containing raw material solution;
Heating the polymer-containing raw material solution to a predetermined temperature and decomposing and removing the polymer material in the polymer-containing raw material solution to produce the inorganic fine particles;
A method for producing inorganic fine particles, comprising:
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