JPH09315808A - グラファイト薄膜、グラファイト薄膜の製造方法およびこれを用いた二次電池およびコンデンサ - Google Patents
グラファイト薄膜、グラファイト薄膜の製造方法およびこれを用いた二次電池およびコンデンサInfo
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- JPH09315808A JPH09315808A JP8136894A JP13689496A JPH09315808A JP H09315808 A JPH09315808 A JP H09315808A JP 8136894 A JP8136894 A JP 8136894A JP 13689496 A JP13689496 A JP 13689496A JP H09315808 A JPH09315808 A JP H09315808A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
(57)【要約】
【課題】電池の電極物質等に用いられる表面積が極めて
大きく、まったく新規な構造のグラファイト薄膜を提供
する。また、エネルギー密度が飛躍的に高く、コンパク
トな電池を提供する。 【解決手段】 本発明の第１の特徴は、 基体11表面を覆
うように形成された平面薄膜部12と、前記平面薄膜部に
対して垂直方向に起立せしめられ、規則的に配列された
六角網面構造をもつ起立薄膜部13とからなるグラファイ
ト薄膜を構成したことにある。
大きく、まったく新規な構造のグラファイト薄膜を提供
する。また、エネルギー密度が飛躍的に高く、コンパク
トな電池を提供する。 【解決手段】 本発明の第１の特徴は、 基体11表面を覆
うように形成された平面薄膜部12と、前記平面薄膜部に
対して垂直方向に起立せしめられ、規則的に配列された
六角網面構造をもつ起立薄膜部13とからなるグラファイ
ト薄膜を構成したことにある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、グラファイト薄
膜、グラファイト薄膜の製造方法およびこれを用いた二
次電池およびコンデンサに係り、特に、新規な結晶構造
をもつグラファイト薄膜に関する。
膜、グラファイト薄膜の製造方法およびこれを用いた二
次電池およびコンデンサに係り、特に、新規な結晶構造
をもつグラファイト薄膜に関する。
【０００２】
【従来技術】現在充放電可能な電池（二次電池）として
は、鉛蓄電池が最もポピュラーであり、この他、特にリ
チウム電池、ニッケル電池、マンガン電池などがあげら
れる。電池は電気エネルギーを化学エネルギーに変換し
て蓄積する装置であり、正極・活物質／電解質／活物質
・負極の組み合わせで構成される。そしてこの正極・負
極には電子伝導性材料、電解質にはイオン伝導性材料、
正極活物質には酸化剤、負極活物質には還元剤が用いら
れる。
は、鉛蓄電池が最もポピュラーであり、この他、特にリ
チウム電池、ニッケル電池、マンガン電池などがあげら
れる。電池は電気エネルギーを化学エネルギーに変換し
て蓄積する装置であり、正極・活物質／電解質／活物質
・負極の組み合わせで構成される。そしてこの正極・負
極には電子伝導性材料、電解質にはイオン伝導性材料、
正極活物質には酸化剤、負極活物質には還元剤が用いら
れる。
【０００３】しかしながらいずれも化学反応を利用する
ものであるが、蓄えようとするエネルギーに応じて相応
の容積と重量は免れ得ず、電気自動車やソーラーカーへ
の利用を考えるときには小型化への要求が極めて高くな
る。
ものであるが、蓄えようとするエネルギーに応じて相応
の容積と重量は免れ得ず、電気自動車やソーラーカーへ
の利用を考えるときには小型化への要求が極めて高くな
る。
【０００４】例えば、従来、図１６に示すように、内底
面に正極集電体１０２が取り付けられ、絶縁パッキン１
０８が載置された正極缶１０１に正極１０３を圧着し、
さらに微多孔性ポリプロピレンのセパレータ１０７を載
置し、電解液を含浸させる一方、この上に、負極缶１０
４の内面に負極集電体１０５を取り付けると共に負極１
０６を圧着してなるものを、絶縁パッキン１０８を介し
てかしめ込むことにより形成されたコイン型リチウム電
池が提案されている（特開平６ー３２５７５３号）。負
極としてはグラファイトが用いられているが、黒鉛化度
が高く表面積の高いものを用いる必要がある。
面に正極集電体１０２が取り付けられ、絶縁パッキン１
０８が載置された正極缶１０１に正極１０３を圧着し、
さらに微多孔性ポリプロピレンのセパレータ１０７を載
置し、電解液を含浸させる一方、この上に、負極缶１０
４の内面に負極集電体１０５を取り付けると共に負極１
０６を圧着してなるものを、絶縁パッキン１０８を介し
てかしめ込むことにより形成されたコイン型リチウム電
池が提案されている（特開平６ー３２５７５３号）。負
極としてはグラファイトが用いられているが、黒鉛化度
が高く表面積の高いものを用いる必要がある。
【０００５】また、正極材料として、繊維状グラファイ
トを用いた例も提案されている（炭素ＴＡＮＳＯ１９９
１（Ｎｏ．１５０）ｐ．３１９−３２７）。しかしなが
らグラファイトファイバーを負極板として成形しなけれ
ばならず、依然として、電解液との接触面積が十分に大
きいとはいえず、有効利用可能な部分が小さく、特に比
表面積が小さいという問題があった。
トを用いた例も提案されている（炭素ＴＡＮＳＯ１９９
１（Ｎｏ．１５０）ｐ．３１９−３２７）。しかしなが
らグラファイトファイバーを負極板として成形しなけれ
ばならず、依然として、電解液との接触面積が十分に大
きいとはいえず、有効利用可能な部分が小さく、特に比
表面積が小さいという問題があった。
【０００６】一方、同じエネルギーを従来の積層型セラ
ミックコンデンサに蓄えようとする試みもなされている
が、十分なエネルギーを得ることができなかった。
ミックコンデンサに蓄えようとする試みもなされている
が、十分なエネルギーを得ることができなかった。
【０００７】蓄積エネルギーの増大をはかるには、イオ
ン伝導性材料からなる電解質および電極物質の改良のほ
かに、電極物質とイオン伝導性材料との接触面積の増大
も大きな要素となっている。
ン伝導性材料からなる電解質および電極物質の改良のほ
かに、電極物質とイオン伝導性材料との接触面積の増大
も大きな要素となっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このように、二次電池
の蓄積エネルギーの増大への要求は高まっているにもか
かわらず、十分な蓄積エネルギーを得ることのできるも
のではなかった。
の蓄積エネルギーの増大への要求は高まっているにもか
かわらず、十分な蓄積エネルギーを得ることのできるも
のではなかった。
【０００９】そこで、電極材料としては、表面積が大き
く伝導性の高い材料が求められていた。
く伝導性の高い材料が求められていた。
【００１０】本発明は、前記実情に鑑みてなされたもの
で、このような電池の電極物質等に用いられる表面積が
極めて大きく、まったく新規な構造のグラファイト薄膜
を提供することを目的とする。
で、このような電池の電極物質等に用いられる表面積が
極めて大きく、まったく新規な構造のグラファイト薄膜
を提供することを目的とする。
【００１１】また本発明は、 エネルギー密度が飛躍的
に高く、コンパクトな電池を提供することを目的とす
る。
に高く、コンパクトな電池を提供することを目的とす
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の特徴は、
平面薄膜部と、前記平面薄膜部に対し垂直方向に起立せ
しめられた起立薄膜部とから構成したことにある。
平面薄膜部と、前記平面薄膜部に対し垂直方向に起立せ
しめられた起立薄膜部とから構成したことにある。
【００１３】望ましくは、前記起立薄膜部は、規則的に
配列された多角形網面構造をもつことを特徴とする。
配列された多角形網面構造をもつことを特徴とする。
【００１４】本発明の第２の特徴は、基体表面に形成さ
れた、グラファイト薄膜において、前記基体表面を覆う
ように形成された平面薄膜部と、前記平面薄膜部に対し
て垂直方向に起立せしめられ、規則的に配列された多角
形網面構造をもつ起立薄膜部とから構成されたことにあ
る、望ましくは、前記基体はモリブデンまたは単結晶シ
リコン基板であることを特徴とする。
れた、グラファイト薄膜において、前記基体表面を覆う
ように形成された平面薄膜部と、前記平面薄膜部に対し
て垂直方向に起立せしめられ、規則的に配列された多角
形網面構造をもつ起立薄膜部とから構成されたことにあ
る、望ましくは、前記基体はモリブデンまたは単結晶シ
リコン基板であることを特徴とする。
【００１５】本発明の第３の特徴は、原料ガスとして炭
素を含む化合物ガスあるいは前記化合物ガスと水素また
はハロゲンガスとの混合ガスを、プラズマ励起してガス
プラズマを生成するプラズマ生成工程と、前記ガスプラ
ズマを音速よりも大きい流速となるように加速する工程
と、所望の温度に加熱せしめられ、減圧下におかれた被
処理基体表面に前記ガスプラズマを導き、グラファイト
薄膜を、プラズマジェット法を用いて形成したことにあ
る。
素を含む化合物ガスあるいは前記化合物ガスと水素また
はハロゲンガスとの混合ガスを、プラズマ励起してガス
プラズマを生成するプラズマ生成工程と、前記ガスプラ
ズマを音速よりも大きい流速となるように加速する工程
と、所望の温度に加熱せしめられ、減圧下におかれた被
処理基体表面に前記ガスプラズマを導き、グラファイト
薄膜を、プラズマジェット法を用いて形成したことにあ
る。
【００１６】本発明の第４の特徴は、原料ガスとして、
ＣＨ4とＨ2との混合ガスを、プラズマ励起してガスプラ
ズマを生成するプラズマ生成工程と、前記ガスプラズマ
を音速よりも大きい流速となるように加速する工程と、
所望の温度に加熱せしめられた被処理基体表面に前記ガ
スプラズマを導き、平面薄膜部と、前記平面薄膜部に対
して垂直方向に起立せしめられ、規則的に配列された六
角網面構造をもつ起立薄膜部とからなるグラファイト薄
膜を、プラズマジェット法を用いて形成したことにあ
る。
ＣＨ4とＨ2との混合ガスを、プラズマ励起してガスプラ
ズマを生成するプラズマ生成工程と、前記ガスプラズマ
を音速よりも大きい流速となるように加速する工程と、
所望の温度に加熱せしめられた被処理基体表面に前記ガ
スプラズマを導き、平面薄膜部と、前記平面薄膜部に対
して垂直方向に起立せしめられ、規則的に配列された六
角網面構造をもつ起立薄膜部とからなるグラファイト薄
膜を、プラズマジェット法を用いて形成したことにあ
る。
【００１７】本発明の第５の特徴は、基体表面に形成さ
れた第１の電極と、前記第１の電極の上層に形成された
イオン伝導体材料と、このイオン伝導体材料の上層に形
成された第２の電極とから構成され、前記第１の電極
が、平面薄膜部と、前記平面薄膜部に対して垂直方向に
起立せしめられ、規則的に配列された多角形網面構造を
もつ起立薄膜部とからなるグラファイト薄膜で形成され
るようにしたことを特徴とするリチウム二次電池にあ
る。
れた第１の電極と、前記第１の電極の上層に形成された
イオン伝導体材料と、このイオン伝導体材料の上層に形
成された第２の電極とから構成され、前記第１の電極
が、平面薄膜部と、前記平面薄膜部に対して垂直方向に
起立せしめられ、規則的に配列された多角形網面構造を
もつ起立薄膜部とからなるグラファイト薄膜で形成され
るようにしたことを特徴とするリチウム二次電池にあ
る。
【００１８】本発明の第６の特徴は、電解液を含浸させ
たセパレータを挟んで多数の内部電極を形成した電気二
重層コンデンサにおいて、この内部電極を、平面薄膜部
と、前記平面薄膜部に対して垂直方向に起立せしめら
れ、規則的に配列された多角形網面構造をもつ起立薄膜
部とからなるグラファイト薄膜で構成したことを特徴と
する。ところで、インダクションプラズマ法やＤＣプラ
ズマジェット法により、ガスをプラズマ化して、活性化
し反応性を高めた状態で、このプラズマ化されたガスを
被処理基体表面に向けて高速で噴射させることにより、
薄膜形成、エッチングあるいは表面改質などの表面処理
を行うという技術は既に公知であり、半導体薄膜の形成
あるいはエッチング、あるいは酸化、窒化などの表面改
質処理等に広く利用されている。
たセパレータを挟んで多数の内部電極を形成した電気二
重層コンデンサにおいて、この内部電極を、平面薄膜部
と、前記平面薄膜部に対して垂直方向に起立せしめら
れ、規則的に配列された多角形網面構造をもつ起立薄膜
部とからなるグラファイト薄膜で構成したことを特徴と
する。ところで、インダクションプラズマ法やＤＣプラ
ズマジェット法により、ガスをプラズマ化して、活性化
し反応性を高めた状態で、このプラズマ化されたガスを
被処理基体表面に向けて高速で噴射させることにより、
薄膜形成、エッチングあるいは表面改質などの表面処理
を行うという技術は既に公知であり、半導体薄膜の形成
あるいはエッチング、あるいは酸化、窒化などの表面改
質処理等に広く利用されている。
【００１９】本発明者等は、プラズマジェット法を用い
て、種々の実験を重ねいろいろな薄膜を形成した結果、
表面積が非常に大きく、膜特性が極めて良好でまったく
新規な構造のグラファイト薄膜を発見した。
て、種々の実験を重ねいろいろな薄膜を形成した結果、
表面積が非常に大きく、膜特性が極めて良好でまったく
新規な構造のグラファイト薄膜を発見した。
【００２０】本発明の第１、２によれば、極めて安定で
再現性良く得ることができ、表面積が非常に大きいもの
となる。
再現性良く得ることができ、表面積が非常に大きいもの
となる。
【００２１】本発明の第３によれば、プラズマジェット
を吹きつけることによって、被処理基体表面に、膜質が
良好で信頼性の高いグラファイト薄膜を形成することが
できる。
を吹きつけることによって、被処理基体表面に、膜質が
良好で信頼性の高いグラファイト薄膜を形成することが
できる。
【００２２】本発明の第４によれば、プラズマジェット
を吹きつけることにより、被処理基体表面に、平面薄膜
部と、前記平面薄膜部に対して垂直方向に起立せしめら
れ、規則的に配列された多角形網面構造をもつ起立薄膜
部とからなるグラファイト薄膜を形成することができ
る。
を吹きつけることにより、被処理基体表面に、平面薄膜
部と、前記平面薄膜部に対して垂直方向に起立せしめら
れ、規則的に配列された多角形網面構造をもつ起立薄膜
部とからなるグラファイト薄膜を形成することができ
る。
【００２３】本発明の第５によれば、第１の電極を、平
面薄膜部と、前記平面薄膜部に対して垂直方向に起立せ
しめられ、規則的に配列された多角形網面構造をもつ起
立薄膜部とからなるグラファイト薄膜で構成しているた
め、この上層に形成されたイオン伝導体材料との接触面
積を極めて大きくとることができ、高効率の二次電池を
得ることが可能となる。
面薄膜部と、前記平面薄膜部に対して垂直方向に起立せ
しめられ、規則的に配列された多角形網面構造をもつ起
立薄膜部とからなるグラファイト薄膜で構成しているた
め、この上層に形成されたイオン伝導体材料との接触面
積を極めて大きくとることができ、高効率の二次電池を
得ることが可能となる。
【００２４】本発明の第６によれば、内部電極を、平面
薄膜部と、前記平面薄膜部に対して垂直方向に起立せし
められ、規則的に配列された多角形網面構造をもつ起立
薄膜部とからなるグラファイト薄膜で構成しているた
め、電解液との接触面積を極めて大きくとることがで
き、大容量のコンデンサを得ることが可能となる。
薄膜部と、前記平面薄膜部に対して垂直方向に起立せし
められ、規則的に配列された多角形網面構造をもつ起立
薄膜部とからなるグラファイト薄膜で構成しているた
め、電解液との接触面積を極めて大きくとることがで
き、大容量のコンデンサを得ることが可能となる。
【００２５】なおここで原料ガスの供給は、キャリアガ
スとして、アルゴンなどの不活性ガスと共に行うように
してもよい。
スとして、アルゴンなどの不活性ガスと共に行うように
してもよい。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を参照しつつ詳細に説明する。
面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２７】本発明実施例のグラファイト薄膜は、図１
に断面説明図を示すと共に、図２乃至図６に電子顕微鏡
で撮影した結晶構造の写真を示すように、ｎ+型の単結
晶シリコン基板１１の表面に形成された平面薄膜部１２
と、この平面薄膜部１２に対して垂直方向に起立せしめ
られ、規則的に配列された多角形網面構造をもつ起立薄
膜部１３とからなるものであることを特徴とする。
に断面説明図を示すと共に、図２乃至図６に電子顕微鏡
で撮影した結晶構造の写真を示すように、ｎ+型の単結
晶シリコン基板１１の表面に形成された平面薄膜部１２
と、この平面薄膜部１２に対して垂直方向に起立せしめ
られ、規則的に配列された多角形網面構造をもつ起立薄
膜部１３とからなるものであることを特徴とする。
【００２８】ここで図２は、１０ｋ倍、図３は３０ｋ倍
の平面拡大写真、図４は傾斜角４０度の方向からとった
３０ｋ倍の拡大写真、図５は垂直方向からとった３０ｋ
倍の拡大写真、図６は垂直方向からとった５０ｋ倍の拡
大写真である。
の平面拡大写真、図４は傾斜角４０度の方向からとった
３０ｋ倍の拡大写真、図５は垂直方向からとった３０ｋ
倍の拡大写真、図６は垂直方向からとった５０ｋ倍の拡
大写真である。
【００２９】図７はこのグラファイト薄膜のラマンスペ
クトルを示す図である。
クトルを示す図である。
【００３０】次に、このグラファイト薄膜を形成する装
置について説明する。
置について説明する。
【００３１】この装置は、プラズマジェット法を用いた
もので、図８に示すように、誘導コイル１に高周波電源
２から１３．５６ＭＨｚの高周波電流を印加し、石英製
のラバールノズル３内を流れる原料ガスをプラズマ励起
して、ガスプラズマを生成し、これを真空チャンバー４
内に設置された ｎ+型の単結晶シリコン基板１１の表面
に超音速で導くことにより、グラファイト薄膜を形成す
るようにしたものである。ここで被処理基体としての基
板は基板支持台に設けられたヒータ６によって所望の温
度に維持できるように構成されており、熱電対８によっ
て温度を検出しながら温度コントローラ９によってヒー
タ用電源７のヒータへの供給電圧を制御している。
もので、図８に示すように、誘導コイル１に高周波電源
２から１３．５６ＭＨｚの高周波電流を印加し、石英製
のラバールノズル３内を流れる原料ガスをプラズマ励起
して、ガスプラズマを生成し、これを真空チャンバー４
内に設置された ｎ+型の単結晶シリコン基板１１の表面
に超音速で導くことにより、グラファイト薄膜を形成す
るようにしたものである。ここで被処理基体としての基
板は基板支持台に設けられたヒータ６によって所望の温
度に維持できるように構成されており、熱電対８によっ
て温度を検出しながら温度コントローラ９によってヒー
タ用電源７のヒータへの供給電圧を制御している。
【００３２】ラバールノズル（末広ノズルともいう）で
は、ノズル内を通過する原料ガスが断熱膨張せしめられ
てノズル出口３ｅから音速 aよりも大きい流速ｕで噴射
されるように、後述する条件の下で、超音速ノズルであ
るラバールノズル３が構成されている。
は、ノズル内を通過する原料ガスが断熱膨張せしめられ
てノズル出口３ｅから音速 aよりも大きい流速ｕで噴射
されるように、後述する条件の下で、超音速ノズルであ
るラバールノズル３が構成されている。
【００３３】ラバールノズル３は、中細のノズルであ
り、被処理基体である線材の表面に噴射すべき原料ガス
を供給するガス導入口３ａ（２０ｍｍΦ）と、ガス進行
に伴い断面積が徐々に小さくなるよう構成されたガス導
入管３ｂと、ノズル全体で最小の断面積Ａ1（直径ｄ1：
１０ｍｍΦ）をなすスロート部３ｃとこのスロート部か
ら所定の広がり角をもって断面積が徐々に拡大せしめら
れ、最大断面積Ａ2 （直径ｄ2：２２ｍｍΦ ）のガス噴
射口３ｅからプラズマ流Ｐが噴射されるガス噴射管３ｄ
とから構成されている。そして、スロート部３ｃの外側
には、プラズマ生成手段として誘導コイル１（コイル
径：１６ｍｍ、コイル巻き数：５）が巻回されており、
該誘導コイル１に高周波電流が通電されるとスロート部
３ｃ内に誘導電磁場が形成され、スロート部３ｃを通過
するガスがプラズマ励起される。このようにして、最小
の断面積Ａ1 をもつスロート部３ｃで、良好にプラズマ
化される。そして、基板に向けて、ラバールノズル３の
噴射口３ｅからプラズマ流Ｐが噴射されるように構成さ
れている。
り、被処理基体である線材の表面に噴射すべき原料ガス
を供給するガス導入口３ａ（２０ｍｍΦ）と、ガス進行
に伴い断面積が徐々に小さくなるよう構成されたガス導
入管３ｂと、ノズル全体で最小の断面積Ａ1（直径ｄ1：
１０ｍｍΦ）をなすスロート部３ｃとこのスロート部か
ら所定の広がり角をもって断面積が徐々に拡大せしめら
れ、最大断面積Ａ2 （直径ｄ2：２２ｍｍΦ ）のガス噴
射口３ｅからプラズマ流Ｐが噴射されるガス噴射管３ｄ
とから構成されている。そして、スロート部３ｃの外側
には、プラズマ生成手段として誘導コイル１（コイル
径：１６ｍｍ、コイル巻き数：５）が巻回されており、
該誘導コイル１に高周波電流が通電されるとスロート部
３ｃ内に誘導電磁場が形成され、スロート部３ｃを通過
するガスがプラズマ励起される。このようにして、最小
の断面積Ａ1 をもつスロート部３ｃで、良好にプラズマ
化される。そして、基板に向けて、ラバールノズル３の
噴射口３ｅからプラズマ流Ｐが噴射されるように構成さ
れている。
【００３４】次にこの装置を用いたグラファイト薄膜の
形成方法について説明する。まず、被処理基体５として
ｎ+型の単結晶シリコン基板１１を基板支持台に設置
し、温度コントローラ９によって温度制御を行いなが
ら、基板温度が８００℃を維持するように制御する。
形成方法について説明する。まず、被処理基体５として
ｎ+型の単結晶シリコン基板１１を基板支持台に設置
し、温度コントローラ９によって温度制御を行いなが
ら、基板温度が８００℃を維持するように制御する。
【００３５】そして真空チャンバー４内を真空ポンプ
（図示せず）を用いて真空排気し、圧力を０．１Torr
とし、原料ガスとして、ＣＨ4：50cc/min.とＨ2：500cc
/min.の混合ガスをガス導入口３ａからラバールノズル
３に供給する。
（図示せず）を用いて真空排気し、圧力を０．１Torr
とし、原料ガスとして、ＣＨ4：50cc/min.とＨ2：500cc
/min.の混合ガスをガス導入口３ａからラバールノズル
３に供給する。
【００３６】そして、スロート部３ｃにおいては、高周
波電源２がオン状態に設定され、誘導コイル１に高周波
電流（１ｋＷ、１３．５６ＭＨｚ）が流れると、管内に
誘導電磁場が発生し、この場のエネルギーによって高密
度のガスが、加熱励起され、プラズマ化される。
波電源２がオン状態に設定され、誘導コイル１に高周波
電流（１ｋＷ、１３．５６ＭＨｚ）が流れると、管内に
誘導電磁場が発生し、この場のエネルギーによって高密
度のガスが、加熱励起され、プラズマ化される。
【００３７】そして、プラズマ化された高密度ガスは、
下流側のガス噴出管３ｄによるノズルの広がりのために
膨張加速され、ガス噴射口３ｅから超音速のプラズマ流
Ｐとなって噴射される。このプラズマ流Ｐを超音速で被
処理基体５上に導き、１時間の成膜処理により、図１に
断面構造を示すと共に、図２乃至図６にいろいろな角度
および倍率で撮影した電子顕微鏡写真を示すように、平
面薄膜部１２と、この平面薄膜部１２に対して垂直方向
に起立せしめられ、規則的に配列された多角形網面構造
をもつ起立薄膜部１３とからなるグラファイト薄膜Ｇが
形成される。
下流側のガス噴出管３ｄによるノズルの広がりのために
膨張加速され、ガス噴射口３ｅから超音速のプラズマ流
Ｐとなって噴射される。このプラズマ流Ｐを超音速で被
処理基体５上に導き、１時間の成膜処理により、図１に
断面構造を示すと共に、図２乃至図６にいろいろな角度
および倍率で撮影した電子顕微鏡写真を示すように、平
面薄膜部１２と、この平面薄膜部１２に対して垂直方向
に起立せしめられ、規則的に配列された多角形網面構造
をもつ起立薄膜部１３とからなるグラファイト薄膜Ｇが
形成される。
【００３８】ところで、気体力学の理論によれば、たと
えば２原子気体の場合、導入された原料ガス６のよどみ
圧Ｐ0と噴射口４ａの下流の圧力Ｐ1との比Ｐ1／Ｐ0が、
約０．５２以下、スロート部３ｃの断面積Ａ1と噴射口
３ｅの断面積Ａ2の比（末広比）Ａ2／Ａ1が１を越える
場合に、ガスが断熱膨張されて、噴射流速が超音速、つ
まり音速ａよりも大きい流速ｕとなる。
えば２原子気体の場合、導入された原料ガス６のよどみ
圧Ｐ0と噴射口４ａの下流の圧力Ｐ1との比Ｐ1／Ｐ0が、
約０．５２以下、スロート部３ｃの断面積Ａ1と噴射口
３ｅの断面積Ａ2の比（末広比）Ａ2／Ａ1が１を越える
場合に、ガスが断熱膨張されて、噴射流速が超音速、つ
まり音速ａよりも大きい流速ｕとなる。
【００３９】また、スロート部３ｃの前後の広がり角
は、あまり大きいと壁面で境界層の剥離が発生するの
で、適切な大きさ、たとえば１５°程度とする必要があ
る。
は、あまり大きいと壁面で境界層の剥離が発生するの
で、適切な大きさ、たとえば１５°程度とする必要があ
る。
【００４０】しかしながら、ラバールノズル１は、上述
するように内部を通過する原料ガスが断熱膨張せしめら
れるように設計されているため、この断熱膨張過程にお
いて急冷され、被処理基体表面に達するまでには被処理
基体の劣化を生じない程度の適切な温度になる。このと
きの温度は、上記末広比Ａ2／Ａ1（この例では０．４）
によって決まるので、ノズル１の設計条件によって任意
の温度を得ることができる。
するように内部を通過する原料ガスが断熱膨張せしめら
れるように設計されているため、この断熱膨張過程にお
いて急冷され、被処理基体表面に達するまでには被処理
基体の劣化を生じない程度の適切な温度になる。このと
きの温度は、上記末広比Ａ2／Ａ1（この例では０．４）
によって決まるので、ノズル１の設計条件によって任意
の温度を得ることができる。
【００４１】さらに、プラズマ流は、超音速をもつた
め、被処理基体に到達するまでの時間が極めて短く、被
処理基体に到達するまでに、加熱、プラズマ化によって
励起された状態が元の状態に戻ってしまうことがない。
このように、いわゆる励起状態を維持したまま温度を適
温まで下げることができる。したがって、膜質を向上さ
せることができる。また、短時間で噴射が終了するた
め、成膜速度が高まり、作業効率も向上することとな
る。
め、被処理基体に到達するまでの時間が極めて短く、被
処理基体に到達するまでに、加熱、プラズマ化によって
励起された状態が元の状態に戻ってしまうことがない。
このように、いわゆる励起状態を維持したまま温度を適
温まで下げることができる。したがって、膜質を向上さ
せることができる。また、短時間で噴射が終了するた
め、成膜速度が高まり、作業効率も向上することとな
る。
【００４２】以上説明した現象は、一次元流体力学の理
論により次のように説明される。
論により次のように説明される。
【００４３】すなわち、完全気体の断熱流れにおける流
体温度と流速の関係は次式により表される。
体温度と流速の関係は次式により表される。
【００４４】 Ｔ0＝Ｔ＋（１／２）・｛（γ―１）／（γ・Ｒ）｝・（ｕ）2 …（１） あるいは、 Ｔ0／Ｔ＝１＋｛（γ―１）／２｝・（Ｍ）2 …（２） ここに、 Ｔ0：流れの全温度（加熱部であるスロート部３の温度
にほぼ等しい） Ｔ：流れの静温度（いわゆる温度） γ：ガスの比熱比 Ｒ：ガス定数 ｕ：流れの流速 Ｍ：マッハ数 である。
にほぼ等しい） Ｔ：流れの静温度（いわゆる温度） γ：ガスの比熱比 Ｒ：ガス定数 ｕ：流れの流速 Ｍ：マッハ数 である。
【００４５】上記（２）式は、上記（１）式をマッハ数
（ｕ／ａ、ａ：音速）を用いて書き換えたものである。
また、マッハ数 Ｍは、末広比 Ａ2／Ａ1の関数として一
義的に決定される。
（ｕ／ａ、ａ：音速）を用いて書き換えたものである。
また、マッハ数 Ｍは、末広比 Ａ2／Ａ1の関数として一
義的に決定される。
【００４６】上記（１)式より断熱膨張過程では、全温
度Ｔ0の値が一定に保たれるため、流速ｕの増加ととと
もに、静温度Ｔの低下が起こることがわかる。つまり、
流れの速度が大きいほど、急速な温度低下が起こる。
度Ｔ0の値が一定に保たれるため、流速ｕの増加ととと
もに、静温度Ｔの低下が起こることがわかる。つまり、
流れの速度が大きいほど、急速な温度低下が起こる。
【００４７】また、上記（２）式より、温度比 Ｔ0／Ｔ
の値は、マッハ数Ｍの２乗に比例して増加する。たとえ
ば、２原子気体（γ＝１．４）の場合、マッハ数Ｍ＝５
のとき、温度比 Ｔ0／Ｔ＝６となる。すなわち、高温に
加熱された反応性プラズマをラバールノズル１を用いて
高マッハ数まで断熱膨張加速させることにより、プラズ
マ温度Ｔを被処理基体である単結晶シリコン基板１１に
適する温度まで下げることができるのがわかる。 ま
た、このときプラズマ粒子は極めて高速に加速されるた
め（たとえば、Ｔ＝１５００（Ｋ）、γ＝１．４、Ｒ＝
５００（Ｊ／ｋｇＫ）、Ｍ＝５の場合、ｕ＝５１２３
（ｍ／ｓ）となる）、被処理基体に到達するまでの時間
が非常に短く、プラズマは初期活性状態をほぼ維持した
まま低温で被処理基体に到達することができる。
の値は、マッハ数Ｍの２乗に比例して増加する。たとえ
ば、２原子気体（γ＝１．４）の場合、マッハ数Ｍ＝５
のとき、温度比 Ｔ0／Ｔ＝６となる。すなわち、高温に
加熱された反応性プラズマをラバールノズル１を用いて
高マッハ数まで断熱膨張加速させることにより、プラズ
マ温度Ｔを被処理基体である単結晶シリコン基板１１に
適する温度まで下げることができるのがわかる。 ま
た、このときプラズマ粒子は極めて高速に加速されるた
め（たとえば、Ｔ＝１５００（Ｋ）、γ＝１．４、Ｒ＝
５００（Ｊ／ｋｇＫ）、Ｍ＝５の場合、ｕ＝５１２３
（ｍ／ｓ）となる）、被処理基体に到達するまでの時間
が非常に短く、プラズマは初期活性状態をほぼ維持した
まま低温で被処理基体に到達することができる。
【００４８】なお前記実施例では基板として単結晶シリ
コン基板を用いた例について説明したが、単結晶シリコ
ンに限定されることなく、他の材料を用いるようにして
もよく、またＭｏ，Ｎｉ，Ｆｅなどの金属基板あるいは
絶縁性基板上にも形成可能である。
コン基板を用いた例について説明したが、単結晶シリコ
ンに限定されることなく、他の材料を用いるようにして
もよく、またＭｏ，Ｎｉ，Ｆｅなどの金属基板あるいは
絶縁性基板上にも形成可能である。
【００４９】図９乃至図１１にＭｏ基板上に前記実施例
と同一条件でグラファイト薄膜を形成した場合の電子顕
微鏡写真を示す。ここで図９は、３０ｋ倍の平面拡大写
真、図１０は傾斜角４０度の方向からとった３０ｋ倍の
拡大写真、図１１は傾斜角４０度の方向からとった５０
ｋ倍の拡大写真である。これらの写真からわかるように
Ｍｏ基板上にも同様に平面薄膜部とこれに対して垂直方
向に起立せしめられ、規則的に配列された多角形網面構
造をもつ起立薄膜部とからなるグラファイト薄膜が形成
されていることがわかる。
と同一条件でグラファイト薄膜を形成した場合の電子顕
微鏡写真を示す。ここで図９は、３０ｋ倍の平面拡大写
真、図１０は傾斜角４０度の方向からとった３０ｋ倍の
拡大写真、図１１は傾斜角４０度の方向からとった５０
ｋ倍の拡大写真である。これらの写真からわかるように
Ｍｏ基板上にも同様に平面薄膜部とこれに対して垂直方
向に起立せしめられ、規則的に配列された多角形網面構
造をもつ起立薄膜部とからなるグラファイト薄膜が形成
されていることがわかる。
【００５０】ここで条件は種々変更可能であるが、プラ
ズマ励起に際して投入電力を８００〜１０００ｗ程度と
大きくする必要ある。また、温度についても６００〜８
００℃とするのが望ましい。さらに真空チャンバーの圧
力は０．１以下とするのが望ましい。
ズマ励起に際して投入電力を８００〜１０００ｗ程度と
大きくする必要ある。また、温度についても６００〜８
００℃とするのが望ましい。さらに真空チャンバーの圧
力は０．１以下とするのが望ましい。
【００５１】また、実施例では、誘導コイルによってガ
スを、プラズマ励起しているが、プラズマ励起に際して
は、ＥＣＲプラズマ、ヘリコンプラズマ等、他のプラズ
マ励起手段を使用してもよい。
スを、プラズマ励起しているが、プラズマ励起に際して
は、ＥＣＲプラズマ、ヘリコンプラズマ等、他のプラズ
マ励起手段を使用してもよい。
【００５２】このようにして得られたグラファイト薄膜
を負極として用い、図１２に示すようなボタン型構造の
リチウム二次電池を形成した場合、３０００ｍＡｈ／ｋ
ｇ以上の容量と１００％放電深度で、１５００サイクル
以上の寿命を達成することができた。これはスポンジの
ような微細なグラファイト構造を有する負極１４を用い
たことによる電極面積の大幅な向上と、高い黒鉛化度の
ためであると考えられる。ここで負極に本発明のグラフ
ァイト薄膜を用いた他は図１６に示した従来例のリチウ
ム二次電池と同様であり、微多孔性ポリプロピレンのセ
パレータ１０７に電解液を含浸させこれを正極１０３と
で挟むように構成したものである。なお、図１６で示し
たリチウム二次電池の構成要素と同一の要素には同一符
号を付し、説明は省略した。
を負極として用い、図１２に示すようなボタン型構造の
リチウム二次電池を形成した場合、３０００ｍＡｈ／ｋ
ｇ以上の容量と１００％放電深度で、１５００サイクル
以上の寿命を達成することができた。これはスポンジの
ような微細なグラファイト構造を有する負極１４を用い
たことによる電極面積の大幅な向上と、高い黒鉛化度の
ためであると考えられる。ここで負極に本発明のグラフ
ァイト薄膜を用いた他は図１６に示した従来例のリチウ
ム二次電池と同様であり、微多孔性ポリプロピレンのセ
パレータ１０７に電解液を含浸させこれを正極１０３と
で挟むように構成したものである。なお、図１６で示し
たリチウム二次電池の構成要素と同一の要素には同一符
号を付し、説明は省略した。
【００５３】また、本発明のグラファイト膜は金属箔上
に直接形成することができ、結着剤が不溶となり、蓄電
容量を向上することができる。また、製造が容易であ
り、また畜電容量の向上もグラファイト膜付き負極とセ
パレータ正極を単純に積層するだけで極めて容易に形成
可能である。
に直接形成することができ、結着剤が不溶となり、蓄電
容量を向上することができる。また、製造が容易であ
り、また畜電容量の向上もグラファイト膜付き負極とセ
パレータ正極を単純に積層するだけで極めて容易に形成
可能である。
【００５４】ちなみに従来は、天然黒鉛と酸化第二銅と
結着剤を混合して金属箔や金属メッシュ、三次元多孔体
等に塗布して乾燥、熱処理後プレスして、さらに減圧乾
燥して水分除去を行うことによって形成され、製造工程
が極めて複雑であるという問題があった。また、結着材
が９０：１より大きくなければ結着力が発揮されず黒鉛
などの脱落が発生するため、結着材が必要不可欠であ
り、結着材の体積分黒鉛量が少なく、蓄積容量を十分に
大きくすることができないという問題があった。これに
対し、本発明のリチウム二次電池によれば、上述したよ
うな問題は解決され、小型で蓄積容量の大きい二次電池
を得ることができる。また本発明はこのほか円筒型構造
のリチウム二次電池にも適用可能である。
結着剤を混合して金属箔や金属メッシュ、三次元多孔体
等に塗布して乾燥、熱処理後プレスして、さらに減圧乾
燥して水分除去を行うことによって形成され、製造工程
が極めて複雑であるという問題があった。また、結着材
が９０：１より大きくなければ結着力が発揮されず黒鉛
などの脱落が発生するため、結着材が必要不可欠であ
り、結着材の体積分黒鉛量が少なく、蓄積容量を十分に
大きくすることができないという問題があった。これに
対し、本発明のリチウム二次電池によれば、上述したよ
うな問題は解決され、小型で蓄積容量の大きい二次電池
を得ることができる。また本発明はこのほか円筒型構造
のリチウム二次電池にも適用可能である。
【００５５】また図１３に示すように、このグラファイ
ト薄膜を電気二重層コンデンサの内部電極２４として用
いた場合にも大容量化を図ることが可能となる。ここで
２５は微多孔性ポリプロピレン製セパレータであり、２
６は電極である。
ト薄膜を電気二重層コンデンサの内部電極２４として用
いた場合にも大容量化を図ることが可能となる。ここで
２５は微多孔性ポリプロピレン製セパレータであり、２
６は電極である。
【００５６】ここで、内部電極２４は直径２０ｍｍ、厚
さ０．１ｍｍの銅板の表面に Ｈ2流量５００ｓｃｃｍ、
ＣＨ4流量５０ｓｃｃｍ、高周波出力１ｋｗ、加熱温度
８００℃の条件にて片面１時間づつ厚さ１μｍの本発明
のグラファイト薄膜を形成したものを用いた。また（Ｃ
2Ｈ5）4ＰＢＦ4の０．５Ｍプロピレンカボネート溶液を
電解液として微多孔性ポリプロピレン製セパレータを間
に挟んだ電極板を１００層積層し、交互に負極、正極と
する。
さ０．１ｍｍの銅板の表面に Ｈ2流量５００ｓｃｃｍ、
ＣＨ4流量５０ｓｃｃｍ、高周波出力１ｋｗ、加熱温度
８００℃の条件にて片面１時間づつ厚さ１μｍの本発明
のグラファイト薄膜を形成したものを用いた。また（Ｃ
2Ｈ5）4ＰＢＦ4の０．５Ｍプロピレンカボネート溶液を
電解液として微多孔性ポリプロピレン製セパレータを間
に挟んだ電極板を１００層積層し、交互に負極、正極と
する。
【００５７】このようにして形成した電気二重層コンデ
ンサに充電電圧を３Ｖにて充電を行い容量密度を計測し
たところ３０〜４０Ｗｈ／Ｌを得た。また、充放電サイ
クルを１０万回以上くり返し実施して容量密度の低下を
測定したが５％以下の容量密度低下しかなく、極めて長
寿命であった。
ンサに充電電圧を３Ｖにて充電を行い容量密度を計測し
たところ３０〜４０Ｗｈ／Ｌを得た。また、充放電サイ
クルを１０万回以上くり返し実施して容量密度の低下を
測定したが５％以下の容量密度低下しかなく、極めて長
寿命であった。
【００５８】また、その他、本発明のグラファイト薄膜
は、触媒担体として用いることにより広大な接触面積を
提供することができる。図１４に示すように基体３１の
表面および裏面に平面薄膜部３２と起立薄膜部３３とか
らなるグラファイト薄膜Ｇを形成することにより、極め
て表面積の大きい触媒担体を構成することができる。例
えばこの触媒担体に、Ｌｉ、Ｋ、ＨーＨｇ、ＫーＦｅＣ
ｌ3、Ｂｒ2、Ｈ2ＳＯ4、Ｆｅをインターカレーションし
て、有機反応の触媒として使用した場合従来に比べて１
０倍以上の速度で反応を進行することができた。
は、触媒担体として用いることにより広大な接触面積を
提供することができる。図１４に示すように基体３１の
表面および裏面に平面薄膜部３２と起立薄膜部３３とか
らなるグラファイト薄膜Ｇを形成することにより、極め
て表面積の大きい触媒担体を構成することができる。例
えばこの触媒担体に、Ｌｉ、Ｋ、ＨーＨｇ、ＫーＦｅＣ
ｌ3、Ｂｒ2、Ｈ2ＳＯ4、Ｆｅをインターカレーションし
て、有機反応の触媒として使用した場合従来に比べて１
０倍以上の速度で反応を進行することができた。
【００５９】また、本発明のグラファイト薄膜は、水素
吸蔵材料としても有効である。図１５に示すように、所
望の粒径のグラファイトからなる粒子４１の表面に平面
薄膜部４２と起立薄膜部３とからなるグラファイト薄膜
Ｇを形成することにより、極めて表面積の大きい水素吸
蔵材料を構成することができる。グラファイト薄膜は、
カリウムにより層間化合物を形成することで、水素吸
蔵、放出を繰り返すが、本発明のグラファイト薄膜を用
いルことにより、水素吸蔵、放出速度が従来に比べ１０
倍以上になった。またサイクル寿命を１００００サイク
ルに高めることができた。
吸蔵材料としても有効である。図１５に示すように、所
望の粒径のグラファイトからなる粒子４１の表面に平面
薄膜部４２と起立薄膜部３とからなるグラファイト薄膜
Ｇを形成することにより、極めて表面積の大きい水素吸
蔵材料を構成することができる。グラファイト薄膜は、
カリウムにより層間化合物を形成することで、水素吸
蔵、放出を繰り返すが、本発明のグラファイト薄膜を用
いルことにより、水素吸蔵、放出速度が従来に比べ１０
倍以上になった。またサイクル寿命を１００００サイク
ルに高めることができた。
【００６０】さらにまた、図８で示した装置を用いたグ
ラファイト薄膜の形成に際し基板をモリブデンおよびシ
リコンとした場合にそれぞれＣＨ４ガス流量と濃度とを
変化させ、グラファイト膜を顕微鏡写真で判定した。そ
の結果本発明の良好なグラファイト薄膜が形成されるの
は次表のようにメタン濃度が所定量以上である時であ
り、またモリブデン基板を用いた場合の方がシリコン基
板に比べて良好な高比表面積グラファイト薄膜を形成す
ることができることがわかる。
ラファイト薄膜の形成に際し基板をモリブデンおよびシ
リコンとした場合にそれぞれＣＨ４ガス流量と濃度とを
変化させ、グラファイト膜を顕微鏡写真で判定した。そ
の結果本発明の良好なグラファイト薄膜が形成されるの
は次表のようにメタン濃度が所定量以上である時であ
り、またモリブデン基板を用いた場合の方がシリコン基
板に比べて良好な高比表面積グラファイト薄膜を形成す
ることができることがわかる。
【００６１】 ここで高周波出力は１ｋｗ基板温度は８００℃とした。
【００６２】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、表面積が極めて大きく、黒鉛度の高いグラファイト
薄膜を得ることができ、これはリチウム二次電池の電極
材料など種々の素子材料として極めて有効である。また
本発明の方法によれば極めて容易に再現性良くグラファ
イト薄膜を得ることができる。
ば、表面積が極めて大きく、黒鉛度の高いグラファイト
薄膜を得ることができ、これはリチウム二次電池の電極
材料など種々の素子材料として極めて有効である。また
本発明の方法によれば極めて容易に再現性良くグラファ
イト薄膜を得ることができる。
【図１】本発明実施例のグラファイト薄膜を示す模式的
断面図
断面図
【図２】同グラファイト薄膜の結晶構造を示す電子顕微
鏡写真
鏡写真
【図３】同グラファイト薄膜の結晶構造を示す電子顕微
鏡写真
鏡写真
【図４】同グラファイト薄膜の結晶構造を示す電子顕微
鏡写真
鏡写真
【図５】同グラファイト薄膜の結晶構造を示す電子顕微
鏡写真
鏡写真
【図６】同グラファイト薄膜の結晶構造を示す電子顕微
鏡写真
鏡写真
【図７】同グラファイト薄膜のラマンスペクトルを示す
図
図
【図８】同グラファイト薄膜を形成するため成膜装置を
示す図
示す図
【図９】本発明の他の実施例のグラファイト薄膜の結晶
構造を示す電子顕微鏡写真
構造を示す電子顕微鏡写真
【図１０】同グラファイト薄膜の結晶構造を示す電子顕
微鏡写真
微鏡写真
【図１１】同グラファイト薄膜の結晶構造を示す電子顕
微鏡写真
微鏡写真
【図１２】本発明実施例のグラファイト薄膜を用いたリ
チウム二次電池を示す図
チウム二次電池を示す図
【図１３】本発明実施例のグラファイト薄膜を用いた電
気多重層コンデンサを示す図
気多重層コンデンサを示す図
【図１４】本発明実施例のグラファイト薄膜を用いた触
媒担体を示す図
媒担体を示す図
【図１５】本発明実施例のグラファイト薄膜を用いた水
素吸蔵材料を示す図
素吸蔵材料を示す図
【図１６】通常のリチウム二次電池を示す図
１ 誘導コイル ２ 高周波電源 ３ ラバールノズル ３ｂ ガス導入管 ３ａ ガス導入口 ３ｃ スロート部（喉部） ３ｄ ガス噴射管 ３ｅ ガス噴射口 ４ 真空チャンバー ５ 被処理基体 ６ ヒータ ７ ヒータ用電源 ８ 熱電対 ９ 温度コントローラ P プラズマ流 １１ 単結晶シリコン基板 １２ 平面薄膜部 １３ 起立薄膜部 １４ 負極 ２４ 内部電極 ２５ セパレータ ２６ 電極 ３１ 基体 ３２ 平面薄膜部 ３３ 起立薄膜部 ４１ 粒子 ４２ 平面薄膜部 ４３ 起立薄膜部 Ｇ グラファイト薄膜 １０１ 正極缶 １０２ 正極集電体 １０３ 正極 １０４ 負極缶 １０５ 負極集電体 １０６ 負極 １０７ セパレータ １０８ 絶縁パッキン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｍ 4/58 Ｈ０１Ｍ 10/40 Ｚ 10/40 Ｈ０１Ｇ 9/00 ３０１Ａ
Claims (7)
- 【請求項１】 平面薄膜部と、 前記平面薄膜部に対し垂直方向に起立せしめられた起立
薄膜部とから構成されたことを特徴とするグラファイト
薄膜。 - 【請求項２】 前記起立薄膜部は、規則的に配列された
多角形網面構造をもつことを特徴とする請求項１記載の
グラファイト薄膜。 - 【請求項３】 基体表面に形成された、グラファイト薄
膜において、 前記基体表面を覆うように形成された平面薄膜部と、 前記平面薄膜部に対して垂直方向に起立せしめられ、規
則的に配列された多角形網面構造をもつ起立薄膜部とか
ら構成されたことを特徴とするグラファイト薄膜。 - 【請求項４】 原料ガスとして炭素を含む化合物ガスあ
るいは前記化合物ガスと水素またはハロゲンガスとの混
合ガスを、プラズマ励起してガスプラズマを生成するプ
ラズマ生成工程と、 前記ガスプラズマを音速よりも大きい流速をもつように
加速する工程と、 所望の温度に加熱せしめられ、減圧下におかれた被処理
基体表面に前記ガスプラズマを導き、グラファイト薄膜
を形成するようにしたことを特徴とするプラズマジェッ
ト法を用いたグラファイト薄膜の製造方法。 - 【請求項５】 原料ガスとして、ＣＨ4とＨ2との混合ガ
スを、プラズマ励起してガスプラズマを生成するプラズ
マ生成工程と、 前記ガスプラズマを音速よりも大きい流速をもつように
加速する工程と、 所望の温度に加熱せしめられた被処理基体表面に前記ガ
スプラズマを導き、平面薄膜部と、前記平面薄膜部に対
して垂直方向に起立せしめられ、規則的に配列された多
角形網面構造をもつ起立薄膜部とからなるグラファイト
薄膜を形成するようにしたことを特徴とするプラズマジ
ェット法を用いたグラファイト薄膜の製造方法。 - 【請求項６】 基体表面に形成された第１の電極と、前
記第１の電極の上層に形成されたイオン伝導体材料と、
このイオン伝導体材料の上層に形成された第２の電極と
から構成され、 前記第１の電極が、平面薄膜部と、前記平面薄膜部に対
して垂直方向に起立せしめられ、規則的に配列された多
角形網面構造をもつ起立薄膜部とからなるグラファイト
薄膜で構成されていることを特徴とする二次電池。 - 【請求項７】 電解液を含浸させたセパレータを挟んで
多数の内部電極を形成した電気二重層コンデンサにおい
て、 前記内部電極が、平面薄膜部と、前記平面薄膜部に対し
て垂直方向に起立せしめられ、規則的に配列された多角
形網面構造をもつ起立薄膜部とからなるグラファイト薄
膜で構成されていることを特徴とするコンデンサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13689496A JP3874208B2 (ja) | 1996-05-30 | 1996-05-30 | グラファイト薄膜、グラファイト薄膜の製造方法およびこれを用いた二次電池およびコンデンサ |
| PCT/JP1997/001845 WO1997045364A1 (en) | 1996-05-30 | 1997-05-30 | Graphite thin film, method for manufacturing the same, and secondary battery and capacitor using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13689496A JP3874208B2 (ja) | 1996-05-30 | 1996-05-30 | グラファイト薄膜、グラファイト薄膜の製造方法およびこれを用いた二次電池およびコンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09315808A true JPH09315808A (ja) | 1997-12-09 |
| JP3874208B2 JP3874208B2 (ja) | 2007-01-31 |
Family
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