JP2008503433A5

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Publication number: JP2008503433A5
Application number: JP2007517322A
Authority: JP
Filing date: 2005-06-23
Publication date: 2012-03-22
Anticipated expiration: 2025-06-23

Description

本発明の方法の１つの実施態様においては、ドーピングしようとする材料が多孔質もしくは粒状の材料であり、その表面積は１ｍ^２／ｇより大きく、１０ｍ^２／ｇより大きいのが好ましく、１００ｍ^２／ｇより大きいのが最も好ましい。ドーピングしようとする材料はさらに、均一な固体材料もしくは非晶質材料であってもよい。本発明の他の実施態様においては、ドーピングしようとする材料が支持体の表面上に存在する。このような場合では、原子層堆積法を使用して、支持体の表面および／または支持体の一部の表面に、ドーピングしようとする材料をもたらすことができる。

Claims

ドーピングしようとするガラス材料にドーピングするための方法であって、ドーピングしようとするガラス材料は基礎材料を有し、
少なくとも１つのドーパント堆積層もしくはドーパント堆積層の一部を、ドーピングしようとするガラス材料の表面上に、および／またはドーピングしようとするガラス材料の一部の表面上に、原子層堆積法（ＡＬＤ法）を使用して堆積させ、ドープされたガラス材料を形成し、ここでドーパント堆積層はドーパントを含んでおり、
ドープされたガラス材料を、ドーパント層の初期構造を変化させるか、あるいは少なくとも部分的に破壊し、これによりドーパント堆積層のドーパントと基礎材料とが一緒になって新たな化合物材料を形成するようさらに処理することを特徴とする前記方法。
ドーピングしようとするガラス材料が、光ファイバーもしくは平面光導波管の製造において使用される多孔質ガラス材料またはガラスブランクであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
多孔質ガラス材料またはガラスブランクが、ＣＶＤ（化学蒸着）法、ＯＶＤ（外付け蒸着）法、ＶＡＤ（軸付け蒸着）法、ＭＣＶＤ（内付け蒸着）法、ＰＣＶＤ（プラズマ活性化化学蒸着）法、ＤＮＤ（ナノ粒子直接堆積）法、およびゾルゲル法のうちの１つを使用して製造されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
多孔質ガラス材料が、石英ガラス、リンガラス、フッ化物ガラス、および／または硫化物ガラスであることを特徴とする、請求項２又は３に記載の方法。
多孔質ガラス材料が、ゲルマニウム、リン、フッ素、ホウ素、スズ、および／またはチタンを含めた１種以上の材料で部分的もしくは完全にドーピングされることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一項に記載の方法。
少なくとも１つのドーパント堆積層を、多孔質ガラスブランクの表面上および／または多孔質ガラスブランクの一部の表面上に、原子層堆積法（ＡＬＤ法）を使用して堆積させる前に少なくとも１つの多孔質ガラス材料層をガラス管等の中空ガラスブランクの内側表面上に、実質的に同じ装置においてＭＣＶＤ法を使用して、中空ガラスブランクの少なくとも幾らかの部分がＡＬＤ法の反応器として機能するように堆積させることを特徴とする、請求項２〜５のいずれか一項に記載の方法。
ドーピングしようとするガラス材料の比表面積が１ｍ^２／ｇより大きいことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
ドーパント堆積層の少なくとも幾つかを、異なったドーパントを組み込んで堆積させることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
ドーパントで被覆された材料のさらなる加工処理が、機械的処理、化学的処理、又は放射線であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
ドーピングしようとするガラス材料を放射線で処理することによって、および／または、ドーピングしようとするガラス材料の表面と、ドーピングしようとするガラス材料の表面上に活性基を形成する適切なガスもしくは液体とを反応させることによって、ドーピングしようとするガラス材料の表面上に反応性基を加えることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方
法。
ドーピングしようとするガラス材料中の反応性基の数を調整することによって、ドーピングしようとするガラス材料の表面上のドーパント量を調整することを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
前記方法が、原子層堆積法の使用による層の堆積処理間に、ドーピングしようとするガラス材料の表面を不活性ガスでフラッシングすることをさらに含むことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
ドーピングしようとするガラス材料が支持体の表面上に存在することを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
さらなる加工処理時において、ドーパントを、ドーピングしようとするガラス材料と共に溶解、拡散、または部分的もしくは完全に混合することを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
さらなる加工処理時において、ドーパントが、ドーピングしようとするガラス材料の中間相の一部として残存することを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
ドーピングしようとするガラス材料が複合材料または組成物であり、さらなる加工処理時において、ＡＬＤ法を使用してもたらされたドーパントが拡散して、ドーピングしようとするガラス材料の異なった箇所に複合相を形成することを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
ドーピングしようとするガラス材料の特性が、ドーパントの拡散、溶解、混合、または反応によって変わることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
ドーピングしようとするガラス材料の新たな特性が、変化した屈折率、吸収能、導電率および／若しくは熱伝導率、色、機械的耐久性、又は化学的耐久性であることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
ドーパントが、添加剤、助剤、充填剤、着色剤、または組成物であることを特徴とする、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の方法。
ドーパントが、熱伝導性、光伝導性、もしくは導電性を付与する助剤、補強剤、可塑剤、顔料、または焼結助剤であることを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
ドーピングしようとする材料が多孔質のガラス材料であるとき、前記多孔質ガラス材料が、エルビウム、イッテルビウム、ネオジム、およびセリウム等の希土類金属；ホウ素やアルミニウム等のホウ素族の試剤；ゲルマニウム、スズ、およびケイ素等の炭素族の試剤；リン等の窒素族の試剤；フッ素等のフッ素族の試剤；および／または銀；を含む１種以上の試剤で部分的もしくは完全にドーピングされることを特徴とする、請求項２〜７のいずれか一項に記載の方法。
ガラスブランクのクラッド、ガラスブランクのコア、光伝導体、表面ドーピングの構造体、または複合材料の構造体を製造する際に使用されることを特徴とする、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の方法。
請求項１〜２２のいずれか一項にしたがって製造されることを特徴とする、ドーピングされた材料。
原子層堆積法（ＡＬＤ法）を使用することによって、ドーピングしようとするガラス材料の表面上および／またはドーピングしようとするガラス材料の一部の表面上に、少なくとも１つのドーパント堆積層もしくはその一部をもたらし、ドープされたガラス材料を形成するためのＡＬＤ法用の手段を含む、ドーピングしようとするガラス材料にドーピングするための装置であって、ドーピングしようとするガラス材料は基礎材料を有しており、ドーパント堆積層はドーパントを含んでおり、ドープされたガラス材料を、ドーパント層の初期構造を変化させるか、あるいは少なくとも部分的に破壊し、これによりドーパント堆積層のドーパントと基礎材料とが一緒になって新たな化合物材料を形成するようさらに処理するための手段を含むことを特徴とする前記装置。
ＭＣＶＤ法のための手段をさらに含むことを特徴とする、請求項２４に記載の装置。
ＭＣＶＤ法とＡＬＤ法のための手段が、少なくとも１つのドーパント堆積層を、ドーピングしようとする多孔質ガラスブランクの表面上および／または多孔質ガラスブランクの一部の表面上に、ＡＬＤ法を使用して堆積させる前に、少なくとも１つの多孔質ガラス材料層をガラス管等の中空ガラスブランクの内側表面上に、ＭＣＶＤ法手段を使用して堆積させるように配置されていることを特徴とする、請求項２５に記載の装置。
中空ガラスブランクの少なくとも幾らかの部分がＡＬＤ法における反応器として機能することを特徴とする、請求項２６に記載の装置。