JP3099430B2 - 超微粒子を閉じ込めたガラスカプセルの製造方法 - Google Patents
超微粒子を閉じ込めたガラスカプセルの製造方法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/14—Other methods of shaping glass by gas- or vapour- phase reaction processes
- C03B19/1484—Means for supporting, rotating or translating the article being formed
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/30—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
- C03B2201/58—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with metals in non-oxide form, e.g. CdSe
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、微粒子を閉じ込めたガ
ラスカプセルの製造方法に関するものであり、特に気相
中で製造した微粒子を気相中で微粒子同士の凝集を防止
する措置を施し、微粒子の取扱を容易にするとともに、
微粒子としての特性を保った、微粒子を閉じ込めたガラ
スカプセルの製造方法に関するものである。
ラスカプセルの製造方法に関するものであり、特に気相
中で製造した微粒子を気相中で微粒子同士の凝集を防止
する措置を施し、微粒子の取扱を容易にするとともに、
微粒子としての特性を保った、微粒子を閉じ込めたガラ
スカプセルの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超微粒子はバルクの持つ性質とは異なっ
た性質を持つことが知られており、機能性材料としての
応用が期待されている。たとえばＣｄＳなどの化合物半
導体超微粒子は、粒径が小さくなるにしたがってバンド
構造が離散化し、吸収端が高エネルギ側へシフトするな
ど、いわゆる量子サイズ効果が生じる（たとえば A.
J. Nozic et al., J. Phys. Chem., 89, 397 (198
7)）。またこのような量子サイズ効果を有する材料は、
大きな非線形光学効果を持つことも知られており、超高
速の光スイッチや光論理素子などの非線形光学効果を用
いた光制御素子への応用が期待されている。ところが超
微粒子の個々の粒径が量子サイズ効果を示す程度であっ
ても、凝集すると超微粒子間で電荷の移動が可能となり
量子サイズ効果は消滅する。したがってこのような超微
粒子を扱う上で、超微粒子同士の凝集を防ぐことがその
効果を高める上で重要になってくる。
た性質を持つことが知られており、機能性材料としての
応用が期待されている。たとえばＣｄＳなどの化合物半
導体超微粒子は、粒径が小さくなるにしたがってバンド
構造が離散化し、吸収端が高エネルギ側へシフトするな
ど、いわゆる量子サイズ効果が生じる（たとえば A.
J. Nozic et al., J. Phys. Chem., 89, 397 (198
7)）。またこのような量子サイズ効果を有する材料は、
大きな非線形光学効果を持つことも知られており、超高
速の光スイッチや光論理素子などの非線形光学効果を用
いた光制御素子への応用が期待されている。ところが超
微粒子の個々の粒径が量子サイズ効果を示す程度であっ
ても、凝集すると超微粒子間で電荷の移動が可能となり
量子サイズ効果は消滅する。したがってこのような超微
粒子を扱う上で、超微粒子同士の凝集を防ぐことがその
効果を高める上で重要になってくる。
【０００３】溶液中に分散した超微粒子の凝集を防ぐ方
法として界面活性剤を用いることが従来より行われてお
り、多方面に応用されている（界面活性剤ハンドブッ
ク、光学図書）。これはその系によって異なるが、界面
活性剤が超微粒子表面に吸着してその立体障害により凝
集を防ぐ、界面活性剤の吸着でたとえば疎水性の超微粒
子が見かけ上親水性となり親水性溶液中で安定となる、
あるいは界面活性剤によって超微粒子の内部電場が変化
し凝集を防ぐなど種々の効果で説明されている。一方、
Steigerwaldらは液相中で合成したＣｄＳｅの超微粒子
にフェニル基を吸着させることにより、溶液中だけでは
なく沈澱乾燥後でもフェニル基の立体障害のために微粒
子の独立性が保存されることを報告している（Steigerw
ald et al., J. Am. Chem. Soc., 110, 3046 (198
8)）。
法として界面活性剤を用いることが従来より行われてお
り、多方面に応用されている（界面活性剤ハンドブッ
ク、光学図書）。これはその系によって異なるが、界面
活性剤が超微粒子表面に吸着してその立体障害により凝
集を防ぐ、界面活性剤の吸着でたとえば疎水性の超微粒
子が見かけ上親水性となり親水性溶液中で安定となる、
あるいは界面活性剤によって超微粒子の内部電場が変化
し凝集を防ぐなど種々の効果で説明されている。一方、
Steigerwaldらは液相中で合成したＣｄＳｅの超微粒子
にフェニル基を吸着させることにより、溶液中だけでは
なく沈澱乾燥後でもフェニル基の立体障害のために微粒
子の独立性が保存されることを報告している（Steigerw
ald et al., J. Am. Chem. Soc., 110, 3046 (198
8)）。
【０００４】微粒子の製造方法として古くから酸化還元
反応を用いたコロイド分散系を用いる方法が知られてい
る。たとえばＡｕコロイドは塩化金酸カリウム溶液に過
酸化水素やクエン酸などの適当な還元剤を加えることで
容易に生成できる。また化合物コロイドの例としてＣｄ
Ｓの場合には、Ｃｄ（ＣｌＯ4）2溶液にＮａ2Ｓ溶液を
加えると酸化還元反応が生じてＣｄＳ分散系が得られる
（たとえば、R. Rossetti et al., J. Chem. Phys. 82,
552 (1985)）。いずれも製造条件によって得られる微
粒子の粒径は異なるが、直径の平均が５ｎｍ以下でかつ
分散が小さなコロイド粒子を容易に製造することができ
る。
反応を用いたコロイド分散系を用いる方法が知られてい
る。たとえばＡｕコロイドは塩化金酸カリウム溶液に過
酸化水素やクエン酸などの適当な還元剤を加えることで
容易に生成できる。また化合物コロイドの例としてＣｄ
Ｓの場合には、Ｃｄ（ＣｌＯ4）2溶液にＮａ2Ｓ溶液を
加えると酸化還元反応が生じてＣｄＳ分散系が得られる
（たとえば、R. Rossetti et al., J. Chem. Phys. 82,
552 (1985)）。いずれも製造条件によって得られる微
粒子の粒径は異なるが、直径の平均が５ｎｍ以下でかつ
分散が小さなコロイド粒子を容易に製造することができ
る。
【０００５】超微粒子の製造方法として上記の液相中で
の酸化還元・沈澱反応を利用した方法以外に、ガス中蒸
発法が知られている。これはＡｒなどの不活性ガス雰囲
気中で物質を加熱蒸発させると、その蒸気が雰囲気ガス
分子と衝突して運動エネルギを失い、かつ急冷されるた
めに微粒子を形成する。粒子の大きさは蒸発源からの距
離に依存して変化し、蒸発源付近で補集すると小さな粒
径の微粒子が得られる。また生成した粒子をたとえばＯ
2ガスと反応させることにより、酸化物微粒子を製造す
ることができる。
の酸化還元・沈澱反応を利用した方法以外に、ガス中蒸
発法が知られている。これはＡｒなどの不活性ガス雰囲
気中で物質を加熱蒸発させると、その蒸気が雰囲気ガス
分子と衝突して運動エネルギを失い、かつ急冷されるた
めに微粒子を形成する。粒子の大きさは蒸発源からの距
離に依存して変化し、蒸発源付近で補集すると小さな粒
径の微粒子が得られる。また生成した粒子をたとえばＯ
2ガスと反応させることにより、酸化物微粒子を製造す
ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら界面活性
剤を用いた方法は、超微粒子の凝集の防止には効果的で
あるが、超微粒子が溶液に分散していることが必須条件
である。ところが液相中の酸化還元反応で得られる超微
粒子は、貴金属やＣｄＳなどの一部の物質に限られる。
またフェニル基の吸着を利用した方法で得られた乾燥粉
末は、水に対して耐久性が弱く、通常の方法では非常に
不安定である。さらにフェニル基を吸着する際、超微粒
子が溶液に分散していることが必要であり、また応用で
きる材料も硫化物やセレン化物に限られてしまうという
欠点を持つ。一方、ガス中蒸発法では種々の材料の超微
粒子を製造することが可能であるが、製造した超微粒子
を溶液に分散した形で取り出すことは容易ではなく、界
面活性剤やフェニル基の吸着を応用することはできな
い。
剤を用いた方法は、超微粒子の凝集の防止には効果的で
あるが、超微粒子が溶液に分散していることが必須条件
である。ところが液相中の酸化還元反応で得られる超微
粒子は、貴金属やＣｄＳなどの一部の物質に限られる。
またフェニル基の吸着を利用した方法で得られた乾燥粉
末は、水に対して耐久性が弱く、通常の方法では非常に
不安定である。さらにフェニル基を吸着する際、超微粒
子が溶液に分散していることが必要であり、また応用で
きる材料も硫化物やセレン化物に限られてしまうという
欠点を持つ。一方、ガス中蒸発法では種々の材料の超微
粒子を製造することが可能であるが、製造した超微粒子
を溶液に分散した形で取り出すことは容易ではなく、界
面活性剤やフェニル基の吸着を応用することはできな
い。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明はガス中蒸発法な
ど気相中で製造した超微粒子をそれぞれの超微粒子を凝
集させることなく取り出すことを目的としたもので、本
発明の超微粒子を閉じ込めたガラスカプセルの製造方法
は、超微粒子の原料となる材料を不活性ガス中で加熱蒸
発して、原料の超微粒子を形成し、超微粒子の存在下で
水素化金属あるいは金属アルコキシドと酸素の混合気体
を、励起することにより、前記超微粒子を核として気相
で金属酸化物を成長させてガラスカプセルを形成するこ
とを特徴とする。
ど気相中で製造した超微粒子をそれぞれの超微粒子を凝
集させることなく取り出すことを目的としたもので、本
発明の超微粒子を閉じ込めたガラスカプセルの製造方法
は、超微粒子の原料となる材料を不活性ガス中で加熱蒸
発して、原料の超微粒子を形成し、超微粒子の存在下で
水素化金属あるいは金属アルコキシドと酸素の混合気体
を、励起することにより、前記超微粒子を核として気相
で金属酸化物を成長させてガラスカプセルを形成するこ
とを特徴とする。
【０００８】本発明は、気相中で製造した超微粒子をモ
ノシランやジシランなどの水素化シリコン、あるいはテ
トラメトキシシラン（以下、ＴＭＯＳという）やテトラ
エトキシシラン（以下、ＴＥＯＳという）などのシリコ
ンアルコキシドをはじめとするケイ素原料気体と酸素の
混合気体中、あるいはそれらの混合気体をＡｒやＮ2な
どのガスで希釈した気体中に導入し、熱、プラズマ、光
などで励起することにより気相での反応を利用して超微
粒子を核としてＳｉＯ2を成長させることで超微粒子を
ガラスでカプセル化する。
ノシランやジシランなどの水素化シリコン、あるいはテ
トラメトキシシラン（以下、ＴＭＯＳという）やテトラ
エトキシシラン（以下、ＴＥＯＳという）などのシリコ
ンアルコキシドをはじめとするケイ素原料気体と酸素の
混合気体中、あるいはそれらの混合気体をＡｒやＮ2な
どのガスで希釈した気体中に導入し、熱、プラズマ、光
などで励起することにより気相での反応を利用して超微
粒子を核としてＳｉＯ2を成長させることで超微粒子を
ガラスでカプセル化する。
【０００９】
【作用】本発明により製造したガラスで被われた超微粒
子（以下、ガラスカプセル超微粒子という）はたとえ凝
集しても超微粒子間にガラスが存在するため、超微粒子
は分離しており、かつガラスがポテンシャルバリアとし
て作用するため、たとえば量子サイズ効果の消滅を防ぐ
ことが可能である。
子（以下、ガラスカプセル超微粒子という）はたとえ凝
集しても超微粒子間にガラスが存在するため、超微粒子
は分離しており、かつガラスがポテンシャルバリアとし
て作用するため、たとえば量子サイズ効果の消滅を防ぐ
ことが可能である。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１はガラスカプセル超微粒子を製造するために
用いた製造装置を示す。本装置は超微粒子をガス中で製
造する蒸発室１、製造した超微粒子をガラスでカプセル
化する反応室２、およびガラスでカプセル化された超微
粒子を補集する補集室３の３つのチャンバからなる。蒸
発室１には原料を加熱蒸発させるためのクヌ−ゼンセル
４と不活性ガスの導入管５を具備し、原料蒸発はセルの
抵抗加熱により行う。反応室２にはガラスの原料ガスを
導入するガス導入管６とチャンバの一部に石英のガラス
窓７を有し、外部のキセノンランプ８の光をレンズ１４
で集光してチャンバ内のガスを励起できる構造となって
いる。また補集室３内には製造したガラスカプセル超微
粒子を補集するために液体窒素で冷却した石英基板９を
設置した。これら３つのチャンバはそれぞれパイプで結
合されており、作動排気により蒸発室１の圧力が最も高
く補集室３の圧力が最も低く設定されている。反応室２
の圧力が蒸発室１の圧力よりも低いため、生成した超微
粒子は差圧によってパイプ１０ａを経て反応室２へ導入
される。同様に反応室内で生成したガラスカプセル超微
粒子は補集室との差圧のためパイプ１０ｂを通って補集
室へと導かれる。これらの差圧はガラスカプセル超微粒
子を製造する上で非常に重要なファクタで、蒸発室と反
応室との間の圧力差は超微粒子の粒径を決めるパラメ−
タの一つであり、また反応室と補集室間の圧力差はガラ
スカプセル超微粒子の粒径を決めるパラメ−タの一つで
ある。なお本製造装置において超微粒子の粒径は上記の
圧力差以外に蒸発室内の圧力、クヌ−ゼンセル４の温度
すなわちクヌ−ゼンセルから噴出するビ−ムの密度、セ
ルからパイプ１０ａまでの距離、パイプの太さなどで決
まる。一方、ガラスカプセル超微粒子の粒径は励起光の
強度、シラン系ガス（シラン、ジシラン、シリコンアル
コキシドなど）の導入量と希釈度、輸送パイプ１０ｂの
内径や反応室内の圧力および補集室との圧力差などによ
って決まる反応室内における超微粒子の流速などで制御
可能である。
する。図１はガラスカプセル超微粒子を製造するために
用いた製造装置を示す。本装置は超微粒子をガス中で製
造する蒸発室１、製造した超微粒子をガラスでカプセル
化する反応室２、およびガラスでカプセル化された超微
粒子を補集する補集室３の３つのチャンバからなる。蒸
発室１には原料を加熱蒸発させるためのクヌ−ゼンセル
４と不活性ガスの導入管５を具備し、原料蒸発はセルの
抵抗加熱により行う。反応室２にはガラスの原料ガスを
導入するガス導入管６とチャンバの一部に石英のガラス
窓７を有し、外部のキセノンランプ８の光をレンズ１４
で集光してチャンバ内のガスを励起できる構造となって
いる。また補集室３内には製造したガラスカプセル超微
粒子を補集するために液体窒素で冷却した石英基板９を
設置した。これら３つのチャンバはそれぞれパイプで結
合されており、作動排気により蒸発室１の圧力が最も高
く補集室３の圧力が最も低く設定されている。反応室２
の圧力が蒸発室１の圧力よりも低いため、生成した超微
粒子は差圧によってパイプ１０ａを経て反応室２へ導入
される。同様に反応室内で生成したガラスカプセル超微
粒子は補集室との差圧のためパイプ１０ｂを通って補集
室へと導かれる。これらの差圧はガラスカプセル超微粒
子を製造する上で非常に重要なファクタで、蒸発室と反
応室との間の圧力差は超微粒子の粒径を決めるパラメ−
タの一つであり、また反応室と補集室間の圧力差はガラ
スカプセル超微粒子の粒径を決めるパラメ−タの一つで
ある。なお本製造装置において超微粒子の粒径は上記の
圧力差以外に蒸発室内の圧力、クヌ−ゼンセル４の温度
すなわちクヌ−ゼンセルから噴出するビ−ムの密度、セ
ルからパイプ１０ａまでの距離、パイプの太さなどで決
まる。一方、ガラスカプセル超微粒子の粒径は励起光の
強度、シラン系ガス（シラン、ジシラン、シリコンアル
コキシドなど）の導入量と希釈度、輸送パイプ１０ｂの
内径や反応室内の圧力および補集室との圧力差などによ
って決まる反応室内における超微粒子の流速などで制御
可能である。
【００１１】本装置を用いてガラスカプセルＣｄＳ超微
粒子の製造方法について説明する。原料に市販のＣｄＳ
粉末を用いた。蒸発室１にはＡｒガスを導入し、圧力を
５Ｔｏｒｒ程度に制御した。反応室２内の圧力を０．０
５ＴｏｒｒとしてＣｄＳを蒸発させ、輸送パイプ１０ａ
から噴出したＣｄＳ超微粒子を補集、分析したところ粒
径の平均が約６ｎｍで分散が非常に小さい粒径分布をし
ていることがわかった。この結果をもとに、反応室にＡ
ｒガスで希釈したＴＥＯＳ蒸気と酸素の混合気体を導入
し、その圧力を約０．０５Ｔｏｒｒとした。一方補集室
は圧力が１０-4Ｔｏｒｒ程度である。キセノンランプ８
で反応室内のガスを励起した状態でＣｄＳを入れたクヌ
−ゼンセルを加熱した。この結果、補集室内の液体窒素
で冷却した石英基板９上には目的のガラスカプセルＣｄ
Ｓ超微粒子が付着した。ただし基板上にはガラスカプセ
ルＣｄＳ超微粒子以外に未反応のＴＥＯＳも析出した。
粒子の製造方法について説明する。原料に市販のＣｄＳ
粉末を用いた。蒸発室１にはＡｒガスを導入し、圧力を
５Ｔｏｒｒ程度に制御した。反応室２内の圧力を０．０
５ＴｏｒｒとしてＣｄＳを蒸発させ、輸送パイプ１０ａ
から噴出したＣｄＳ超微粒子を補集、分析したところ粒
径の平均が約６ｎｍで分散が非常に小さい粒径分布をし
ていることがわかった。この結果をもとに、反応室にＡ
ｒガスで希釈したＴＥＯＳ蒸気と酸素の混合気体を導入
し、その圧力を約０．０５Ｔｏｒｒとした。一方補集室
は圧力が１０-4Ｔｏｒｒ程度である。キセノンランプ８
で反応室内のガスを励起した状態でＣｄＳを入れたクヌ
−ゼンセルを加熱した。この結果、補集室内の液体窒素
で冷却した石英基板９上には目的のガラスカプセルＣｄ
Ｓ超微粒子が付着した。ただし基板上にはガラスカプセ
ルＣｄＳ超微粒子以外に未反応のＴＥＯＳも析出した。
【００１２】基板上に析出したガラスカプセルＣｄＳ超
微粒子は黄色であり、またＴＥＯＳを除去するための有
機溶剤による洗浄と乾燥を行っても変色することはなく
黄色のままであった。一方、市販の粒径が数μｍ程度の
ＣｄＳ粉末は茶色である。この色の差異はここで製造し
たＣｄＳ超微粒子の粒径が１０ｎｍ以下であり、しかも
ＣｄＳ粒子同士の凝集は生じていないことを示唆するも
のである。すなわち超微粒子の量子サイズ効果が製造後
に洗浄・乾燥を行ったにもかかわらず保存されており、
ＣｄＳ超微粒子は良好にガラス中に閉じ込められている
ことを示している。また可視・紫外領域における光吸収
特性を測定したところ、吸収端は４６０ｎｍとバルクの
ＣｄＳの吸収端の５２０ｎｍよりも短波長側にシフトし
ていることがわかった。さらに透過電子顕微鏡で、製造
したガラスカプセルＣｄＳ超微粒子を観察したところ、
カプセル自身の粒径は１２ｎｍ程度で、その中心付近に
粒径が約６ｎｍのＣｄＳを含んでいることがわかった。
すなわち本発明によるガラスカプセル化においては、生
成した超微粒子を変化させることなくガラス中にその超
微粒子を閉じ込めることが可能である。
微粒子は黄色であり、またＴＥＯＳを除去するための有
機溶剤による洗浄と乾燥を行っても変色することはなく
黄色のままであった。一方、市販の粒径が数μｍ程度の
ＣｄＳ粉末は茶色である。この色の差異はここで製造し
たＣｄＳ超微粒子の粒径が１０ｎｍ以下であり、しかも
ＣｄＳ粒子同士の凝集は生じていないことを示唆するも
のである。すなわち超微粒子の量子サイズ効果が製造後
に洗浄・乾燥を行ったにもかかわらず保存されており、
ＣｄＳ超微粒子は良好にガラス中に閉じ込められている
ことを示している。また可視・紫外領域における光吸収
特性を測定したところ、吸収端は４６０ｎｍとバルクの
ＣｄＳの吸収端の５２０ｎｍよりも短波長側にシフトし
ていることがわかった。さらに透過電子顕微鏡で、製造
したガラスカプセルＣｄＳ超微粒子を観察したところ、
カプセル自身の粒径は１２ｎｍ程度で、その中心付近に
粒径が約６ｎｍのＣｄＳを含んでいることがわかった。
すなわち本発明によるガラスカプセル化においては、生
成した超微粒子を変化させることなくガラス中にその超
微粒子を閉じ込めることが可能である。
【００１３】今回、ＣｄＳ超微粒子のガラスカプセル化
について述べたが、これに限ることなく、たとえばＣｄ
ＳＳｅ、ＺｎＳｅ、ＣｄＴｅをはじめとするＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓＰな
どのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、あるいは磁気記憶材料
としてＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉあるいはそれらの合金や他の元
素との化合物、酸素ガス中での種々の金属の蒸発で得ら
れる酸化物など気相中で超微粒子化が可能ないかなる材
料についても適用できる。原料の加熱蒸発に本実施例で
用いた抵抗加熱以外に誘導加熱、レ−ザ加熱、蒸発室内
の圧力によっては電子ビ−ム加熱、ア−ク放電など種々
の方法を適用できる。
について述べたが、これに限ることなく、たとえばＣｄ
ＳＳｅ、ＺｎＳｅ、ＣｄＴｅをはじめとするＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓＰな
どのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、あるいは磁気記憶材料
としてＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉあるいはそれらの合金や他の元
素との化合物、酸素ガス中での種々の金属の蒸発で得ら
れる酸化物など気相中で超微粒子化が可能ないかなる材
料についても適用できる。原料の加熱蒸発に本実施例で
用いた抵抗加熱以外に誘導加熱、レ−ザ加熱、蒸発室内
の圧力によっては電子ビ−ム加熱、ア−ク放電など種々
の方法を適用できる。
【００１４】本実施例ではシリコンの原料としてＴＥＯ
Ｓを用いた場合についてのみ述べたが、他のシリコンア
ルコキシド、あるいはシランやジシランなどの種々のシ
リコン化合物を用いることができる。ただし高濃度のシ
ランやジシランなどは、酸素との混合で直ちに反応して
ＳｉＯ2を形成することがある。したがってこの場合、
それぞれのガスの希釈や希釈後の混合などを検討する必
要がある。ここでは光によってＴＥＯＳが分解しＳｉＯ
2を生成する反応を用いてガラスを製造したが、これに
限ることなく、たとえば反応室のＴＥＯＳと酸素の混合
気体をプラズマ化し、生成したイオンあるいはラジカル
間の反応を利用して、超微粒子を核としてＳｉＯ2を成
長させてもよい。一方、光を用いる場合でも、光源とし
て大きな光パワ−密度が得られるエキシマレ−ザを併用
することも可能である。またカプセルの材料としてここ
ではＳｉＯ2を用いているが、ガスの分解によるＳｉや
種々の化合物半導体、金属アルコキシドの分解によるＴ
ｉＯ2、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3などの酸化物をはじめ、反応
室内で製造した超微粒子を損なうことなく分解や縮合、
重合反応で超微粒子を核として反応生成物を形成する種
々の気相反応を利用して種々の材料で被われた超微粒子
を製造することが可能である。
Ｓを用いた場合についてのみ述べたが、他のシリコンア
ルコキシド、あるいはシランやジシランなどの種々のシ
リコン化合物を用いることができる。ただし高濃度のシ
ランやジシランなどは、酸素との混合で直ちに反応して
ＳｉＯ2を形成することがある。したがってこの場合、
それぞれのガスの希釈や希釈後の混合などを検討する必
要がある。ここでは光によってＴＥＯＳが分解しＳｉＯ
2を生成する反応を用いてガラスを製造したが、これに
限ることなく、たとえば反応室のＴＥＯＳと酸素の混合
気体をプラズマ化し、生成したイオンあるいはラジカル
間の反応を利用して、超微粒子を核としてＳｉＯ2を成
長させてもよい。一方、光を用いる場合でも、光源とし
て大きな光パワ−密度が得られるエキシマレ−ザを併用
することも可能である。またカプセルの材料としてここ
ではＳｉＯ2を用いているが、ガスの分解によるＳｉや
種々の化合物半導体、金属アルコキシドの分解によるＴ
ｉＯ2、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3などの酸化物をはじめ、反応
室内で製造した超微粒子を損なうことなく分解や縮合、
重合反応で超微粒子を核として反応生成物を形成する種
々の気相反応を利用して種々の材料で被われた超微粒子
を製造することが可能である。
【００１５】製造したガラスカプセル超微粒子の補集に
液体窒素で冷却した石英板を用いたが、これに限ること
なく基板としてテトラフルオロカ−ボンなども用いるこ
とができ、さらに静電気力を利用した吸着法や低蒸気圧
油表面への付着など種々の方法を用いることができ、し
かも超微粒子がガラスで被われているため粒子の凝集を
考慮する必要はない。
液体窒素で冷却した石英板を用いたが、これに限ること
なく基板としてテトラフルオロカ−ボンなども用いるこ
とができ、さらに静電気力を利用した吸着法や低蒸気圧
油表面への付着など種々の方法を用いることができ、し
かも超微粒子がガラスで被われているため粒子の凝集を
考慮する必要はない。
【００１６】気相中で超微粒子を製造する方法として、
ここで述べたガス中蒸発法以外にスパッタリング法、プ
ラズマ法など種々の方法が考えられ、超微粒子の製造に
用いられているが、本発明は生成した超微粒子を気流を
利用して反応室に輸送できれば、いかなる超微粒子の製
造方法にも適用できる。
ここで述べたガス中蒸発法以外にスパッタリング法、プ
ラズマ法など種々の方法が考えられ、超微粒子の製造に
用いられているが、本発明は生成した超微粒子を気流を
利用して反応室に輸送できれば、いかなる超微粒子の製
造方法にも適用できる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、従来困難であった気相
中で製造した超微粒子を気相中で超微粒子としての特性
を保ちつつ、カプセル化することが可能である。また超
微粒子の取り扱いが、超微粒子自身間の凝集を伴うこと
なく容易に行うことができる。また大気中の湿度などの
環境条件に左右されることなく、超微粒子としての特性
を保持することが長期間できる。
中で製造した超微粒子を気相中で超微粒子としての特性
を保ちつつ、カプセル化することが可能である。また超
微粒子の取り扱いが、超微粒子自身間の凝集を伴うこと
なく容易に行うことができる。また大気中の湿度などの
環境条件に左右されることなく、超微粒子としての特性
を保持することが長期間できる。
【図１】本発明の実施例を示すガラスカプセル超微粒子
を製造するために用いた製造装置の模式図である。
を製造するために用いた製造装置の模式図である。
１ 蒸発室 ２ 反応室 ３ 補集室 ４ クヌ−ゼンセル ５ 不活性ガス導入管 ６ 反応ガス導入管 ７ 石英ガラス窓 ８ キセノンランプ ９ 石英基板 １０ 輸送パイプ １１ バルブ １２ マスフロ−コントロ−ラ １３ 液体窒素 １４ レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 修平 大阪府大阪市中央区道修町３丁目５番11 号 日本板硝子株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−254883（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C03B 8/04,19/14 C03C 1/00 - 14/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (1)
- 【請求項１】 超微粒子の原料となる材料を不活性ガス
中で加熱蒸発して、原料の超微粒子を形成し、超微粒子
の存在下で水素化金属あるいは金属アルコキシドと酸素
の混合気体を、励起することにより、前記超微粒子を核
として気相で金属酸化物を成長させてガラスカプセルを
形成することを特徴とする超微粒子を閉じ込めたガラス
カプセルの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17078291A JP3099430B2 (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | 超微粒子を閉じ込めたガラスカプセルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17078291A JP3099430B2 (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | 超微粒子を閉じ込めたガラスカプセルの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0664930A JPH0664930A (ja) | 1994-03-08 |
| JP3099430B2 true JP3099430B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=15911275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17078291A Expired - Fee Related JP3099430B2 (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | 超微粒子を閉じ込めたガラスカプセルの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3099430B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2997448B2 (ja) * | 1998-05-28 | 2000-01-11 | スタンレー電気株式会社 | 超微粒子の製造方法及び製造装置 |
| CN110171832A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-08-27 | 浙江工业大学 | 一种基于金属氢化物还原制备多孔硅的方法 |
-
1991
- 1991-07-11 JP JP17078291A patent/JP3099430B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0664930A (ja) | 1994-03-08 |
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