JPH03218444A - ゲルマニウム合金の組成分析方法 - Google Patents

ゲルマニウム合金の組成分析方法

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JPH03218444A
JPH03218444A JP6169290A JP6169290A JPH03218444A JP H03218444 A JPH03218444 A JP H03218444A JP 6169290 A JP6169290 A JP 6169290A JP 6169290 A JP6169290 A JP 6169290A JP H03218444 A JPH03218444 A JP H03218444A
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JP
Japan
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sample
germanium
acid
analysis
plasma
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JP6169290A
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Naohiko Sado
佐渡 直彦
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は光記録材料として用いられるゲルマニウム合
金の組成分析法に係り、特にゲルマニウム合金の迅速か
つ高精度な組成分析方法に関する.〔従来の技術〕 近年、情報記録の高密度化,大容量化に対する要求が高
まり国内外でその研究開発がさかんに行われている.特
にレーザを光源として用いる光記録媒体(光ディスク)
は、記録,再生ヘッドと記録媒体とが非接触状態で情報
の記録,再生ができるために記録媒体の損傷も少なく、
長寿命であるなどの特徴を有していることから膨大な情
報量を記録,再生する手段として高密度,大容量の記録
方式として有望視されている. 相変化型の書き替え可能な光ディスクは、最初結晶状態
になっている薄膜材料にパルス出力とパルス幅とを制御
してレーザ光を照射しこの際記録材料に相変化.すなわ
ち結晶状態から非品質状態への移行または相転移などを
起こさせ、相変化による反射率の違いにより情報の記録
と消去を行うものである. 光記録材料としては、カルコゲナイトの薄膜、例えばS
b−Te系,In−Se系+In−Sb系+Ge−Te
系等多くの材料について検討されている.このうち、G
e−Te系は結晶状態と非結晶状態の反射率変化が大き
く、記録情報の安定性も高いことから有望な材料と考え
られている.さらに、特性の改善のため金属元素の添加
が検討されている. 光記録媒体の材料組成は記録特性に影響するため、成膜
に関してその材料(原料)および薄膜組成の管理は重要
であり、そのために複数の元素からなる合金材料の組成
を迅速かつ精度よく定量する方法が求められている. ゲルマニウムの分析法としては、日本分析化学会編「分
析化学便覧」改訂三版(1981)に重量法が記載され
ている.この方法は、Goを50〜loOmg含む試料
をアルカリ溶融,i留, Germの沈殿,一夜放置,
ろ過,乾燥+ GeLとして秤量する.ほかに広く行わ
れているフェニルフルオロン吸光光度法では、試料を分
解蒸留分離後Geを50μg以下になるように分取した
後、種々の試薬とフェニルフルオロン溶液を加えてGe
−フェニルフルオロンn体として、約30分後に500
amにおける吸光光度を測定してGe濃度を求める. さらにTe+sb,^U等については、前記した方法と
同様にそれぞれ湿式分解によって前処理し、分析試料液
を得たのち各種の分析操作を経て重量法.滴定法,吸光
光度法,原子吸光法等により定量されている. 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら日本分析化学会編「分析化学便覧」改訂三
版(1981)に述べられている分析法は各元素ごとの
定量方法であって、光記録媒体にはられるような合金に
対する分析方法ではない.また上記便覧に記載された方
法は共存元素の影響をな《すため各種の分離操作やマス
キング操作を必要とし、分析に長時間を要する.さらに
光記録媒体に使用される材料は薄膜として用いられるた
め試料の絶対量が少なく、上述の分析方法では感度が不
足するといった問題があった.特に光記録媒体材料は前
述のようにGo.τe + S b + A u等を含
みGeは塩化物として揮散しやすい,Sbは加水分解に
よって沈殿化する,等の性質を有するためゲルマニウム
合金の分解が困難であった. この発明は上述の点に鑑みてなされ、その目的はゲルマ
ニウム合金の分解法を見出すことにより、迅速かつ精度
に優れるゲルマニウム合金の組成分析法を提供すること
にある. 〔課題を解決するための手段〕 上述の目的はこの発明によればゲルマニウムとテルルを
主成分とし、アンチモンと金のうち少なくとも1つを副
成分として含むゲルマニウム合金の組成分析方法におい
て、合金試料を無機酸とオキシカルボン酸とを用いて密
閉容器中で加熱分解し、得られた試料溶液をプラズマ中
に導入して溶解元素を発光させ、発光線の強度と元素濃
度との関係から組成分析を行うことにより達成される.
ゲルマニウムとテルルは硝酸によって溶解される.アン
チモンは塩酸で溶解される.金は硝酸と塩酸の混合明き
 (王水)で溶解される.従ってゲルマニウム.テルル
.アンチモン,金からなるゲルマニウム合金は王水を用
いて溶解される.この時ゲルマニウムは塩酸の共存によ
って四塩化ゲルマニウム (GeCIi)となって揮散
するのを防止するためゲルマニウム錯イオンを形成する
オキシカルボン酸が用いられる. オキシカルボン酸としては例えば酒石酸COOHCB(
Oft)CM(Oil)COOil,  クエン酸C0
011CB!(OR)C(COOII)CutCOO}
Iなどが用いられる. アンチモンは塩酸濃度が希薄な場合は次式によって加水
分解し沈殿する. SbC1s +l{go  :’SbOC1+2HC1
加水分解を防止するため錯イオンを形成する前記オキシ
カルボン酸が有効である. 金は硝酸と塩酸の共存下で次式によって溶解される. 3HCl+HNO3ばCh+ONCI+ 2 HzO^
u +Clg +ONCI+HC1=NO+H (Au
C1a )密閉容器は約300℃以下で加熱可能な四フ
ン化エチレン樹脂製の容器で例えばステンレス製のジャ
ケットとキャップを有する分解容器が用いられる元素の
損失や沈殿物がなく調製されたゲルマニウム.テルル,
アンチモン.金を含む容器は液量の調整.希釈などが適
宜行われ次にプラズマ発光分光分析に供される.試料溶
液は分析計の試料液供給部(ネブライザー)からプラズ
マ内に導かれる.この時溶解している各金属元素より発
光線が放射される.発光線の強度は試料液中の濃度に比
例する。
標準試料が各元素の標準液を用いて調製され、無機酸と
オキシカルボン酸とが加えられる.このようにしマトリ
ックスの整合を行った標準試料より検量線が作成される
.発光線の強度を1,元素濃度(重量%:pp園)をW
,a,bを定数として検量線は W−al+b   −−−−−・由−  (1)で表わ
される. 〔作用〕 ゲルマニウムとテルルとアンチモンと金を含む金属が完
全な溶液の形にされるのでプラズマ発光分析計への適用
が可能となる.プラズマ発光分光分析を通用して高精度
の分析を行うことが可能である.発光線は、元素固有の
波長であるので定量元素の制約がなく迅速に多元素を分
析できる.〔実施例〕 次にこの発明の実施例を地面に基いて説明する.第1図
は本発明の実施例に係る分析試料調製の手順を示す流れ
図である. 分析試料はゲルマニウムとテルルが主成分の合金で、G
eTe系. GsTeSb系, GeTeSbAu系な
どである.試料量としては材料によって異なるが一g−
gレベルである場合が多い.光記録媒体材料としては蒸
着法やスパッタリング法で薄膜化される.分析試料の形
状は蒸着原料.ターゲット材料としての金属塊とガラス
.ポリカーボネートなどの基板に積層された薄膜である
. 所定の試料を容器に入れていずれも酸分解を経て冷却後
に液量が調整されて分析試料液の調製が完了し次に測定
・分析される. 第1図の流れ■により、使用する無機酸は硝酸と塩酸の
混合液(例:王水)が用いられる.これはゲルマニウム
合金の金属塊状物の分解の際に、硝酸のみでは金属表面
に不働態を生成し溶解困難になることを防止し、金を含
む材料の溶解を可能にする.容器には四フフ化エチレン
樹脂製(容量100園1以下)の密閉可能なものが用い
られる.これは塩化ゲルマニウム (GrCl4)の揮
散防止に役立つ. さらにオキシカルボン酸(例えば酒石酸)が試料量に対
し当量以上を目安に加えられ加熱分解(例えばウォータ
ーバス使用,約90℃,15分間)される.この時ゲル
マニウムとアンチモンの錯イオンを形成し安定化されア
ンチモンの加水分解による沈殿防止に効果的である.容
器の冷却は冷水を用いて室温以下まで行うことによって
塩化ゲルマニウム (GeCIm)を容器内の液中に溶
存させる.この試料調製によってゲルマニウム合金元素
分離操作(例えばゲルマニウムの蒸留)等が不要となり
、完全な溶液にすることができる.これはゲルマニウム
系合金の全ての材料に通用できる.第1図の流れ■,■
の手順は本発明の流れ■の手順との比較を示す.これは
一般に行われる開放型の試料調製手順である.この方法
は前記した一部元素の揮散や沈殿を生ずるため適用でき
ない.第2図はこの発明の実施例に係る四フフ化エチレ
ン樹脂製密閉容器の半断面図である.四フン化レチレン
樹脂製容器11と四フソ化レチレン樹脂製ふたl2がス
テンレス製ジャケット13に収納されキャソプ14のし
めつけによって四フッ化エチレン樹脂製容器の密閉性が
保たれる.この材質は四フッ化レチレン樹脂製とステン
レスから構成されており約300℃までの加熱ができ、
かつ耐圧構造になっている.通常は200℃以下で使用
されることが多い. 以下に検量線について述べる. プラズマ発光分析計は、光源部.分光部.測光部からな
り光源部に励起温度が6000〜8000 Kの高温に
なるアルゴンプラズマが用いられる.発光線は分光器で
適当な波長の選別が行われ、一般には光電子増管で光電
検出が行われる.溶液化されたゲルマニウムとテルルが
主成分の合金試料液から各元素の発光線の強度が測定さ
れる.標準試料は予め濃度既知の標準液から調製され酸
濃度の調整.オキシカルボン酸の添加を行いマトリック
スマッチングされたものが用いられる.次の測定条件で
各げんその発光線の強度と濃度との関係さら最小自乗法
により検量線が作成される. 測定条件 元素と波長 Te 214.281nm.  Sb 2
31.147nmAu  242.795nm,   
Ge  265.118rv+積分時間  1秒 積分回数  3回 RFバワー 1.36 kW 測光高さ  11.9n 第3図の特性線21にAu,特性&il22にGe,第
4図の特性線23にT e +特性線24にsbの検量
線の例が示される.いずれも直線性は良好である.この
時の実験式は次のとおりである. X (Au) =1.04xlO−’y −0.12 
 相関関数0.9999X (Ge) −7.80xl
O−’y  O.92X (Te) =1.91X10
−’y −0.86X (Sb) =2.74xlO−
’y −2.15ここでyは発光強度である.発光強度
と液中濃度の相関係は0.9999で良好である.第3
図,第4図には数mg/L〜100mg/Lの範囲の検
量線を示した.この他に0.05〜数s+g/Lの範囲
についても検討を行い前記同様良好な検量線を得た。
ゲルマニウムとテルルが主成分で金を含むゲルマニウム
合金の蒸着原料を前記第1図の試料調製法を通用し、前
記の検量線を用いてゲルマニウム合金元素の定量を行い
試料調製法の正確性について回収率を検討した.結果が
第1表に示される。
第1表 回収率は98.9%以上で本発明の方法は良好であるこ
とがわかる. 次にゲルマニウム,テルル,アンチモン.金ヲ含む薄膜
試料を前記第1図の試料調製法を適用し、上述の検量線
を用いて繰り返し分析精度の検討結果が第2表に示され
る。
第2表 繰り返し精度は変動係数で1.7%以下であり良好であ
ることがわかる.本発明による文勢所要時間は試料調製
と測定を含め4時間以内であり元素によって異なるが、
従来の酸分解法・重量法,吸光光度法による分析所要時
間の30時間に比し迅速化されている. 以上のようにしてこの発明の方法は迅速でかつ精度の高
い方法であるのでゲルマニウムとテルルが主成分でアン
チモン,金を含む合金の組成評価に適用することができ
る. 〔発明の効果」 この発明によればゲルマニウムとテルルを主成分とし、
アンチモンと金のうち少なくとも1つを副成分として含
むゲルマニウム合金の組成分析方法において、合金試料
を無機酸とオキシカルボン酸とを用いて密閉容器中で加
熱分解したあと得られた試料溶液をプラズマ中に導入し
て溶解元素を発光させ、発光線の強度と元素濃度との関
係から組成分析を行うので合金試料は完全に溶液化され
、プラズマ発光分光分析法の適用が可能となる。プラズ
マ発光分光分析法の適用により、ゲルマニウム合金試料
は高精度かつ迅速に分析される。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例に係る試料溶液の調製手順を
示す流れ図、第2図はこの発明の実施例に係る四フソ化
エチレン樹脂製密閉容器の半断面図、第3図,第4図は
この発明の実施例に係る検量関係を示す線図である. l1:四フソ化レチレン樹脂製容器、12:四フソ化レ
チレン樹脂製ふた、13:ステンレス製ジャケソト・ 14:ステンレス製キャンプ、 21 : Auの検量 縞、 22 : Goの検量線、 23 : Teの検量線、 24 : Sbの 検量線。 第 1 図 第 2 図 (m9/I) 第 3 図 第 4 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)ゲルマニウムとテルルを主成分とし、アンチモンと
    金のうち少なくとも1つを副成分として含むゲルマニウ
    ム合金の組成分析方法において、合金試料を無機酸とオ
    キシカルボン酸とを用いて密閉容器中で加熱分解し、得
    られた試料溶液をプラズマ中に導入して溶解元素を発光
    させ、発光線の強度と元素濃度との関係から組成分析を
    行うことを特徴とするゲルマニウム合金の組成分析方法
JP6169290A 1989-08-09 1990-03-13 ゲルマニウム合金の組成分析方法 Pending JPH03218444A (ja)

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JP20610389 1989-08-09
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996006678A1 (en) * 1994-09-01 1996-03-07 W. L. Gore & Associates, Inc. A sample container
JP2009222427A (ja) * 2008-03-13 2009-10-01 Fuji Electric Holdings Co Ltd 合金の組成分析方法及び組成分析装置

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WO1996006678A1 (en) * 1994-09-01 1996-03-07 W. L. Gore & Associates, Inc. A sample container
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