JPS6026668A - 金属または半導体を無電解析出するための方法 - Google Patents

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） 本発明は、金属または半導体を非水性浴剤中で化学的に
還元することにより粉末状で、または特に好適な基材上
に固着せる薄膜の形状で析出する方法に関する。

（従来技術） 金ＪＦＡｔｌ−１特に基材上に固着せる薄膜の形状で析
出するためには、今日水溶液中での電気分解法および線
化学的方法があり、これらの方法は上記溶液に対して安
定である金属、例えばＡｕ　、　Ｎｌ　、Ｏｒ他につい
ては十分に良好な結果をもたらす。しかしこれらの方法
は原理的に水よりも卑である金属については使用できな
い。しかし金属または半導体、例えば太陽エネルギー獲
得のための光電池用のケイ素、耐食性皮膜としてモリブ
デン、アルミニウムまたはメンタル等、または硬質、耐
摩耗性皮膜として金属間化合物、例えばＭｏｓ＋、を好
適な基材上に固着する薄膜の形状で析出させることは、
工業的かつ経済的にきわめて重要である。

このような霊属または半導体をｉ　Ｆｆｌｉ塩中または
非水性溶剤中で電解還元することによ）析出することが
ｂｆ能である。かかる方法は例えばケイ素について“ジ
ャーナルのオプ・ゼ中エレクトロケミカル・ソサイテイ
（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈａ　Ｅｌｅｃｔｒｏｃｔ
＋ａｎｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ　ｌ　’　（１２８，１
７０８〜１７１１ｇ（１９８１年））または米国特許第
３９９０９５３号明細皆・に記載された。しかし電気分
解法は、一般に金属を析出すべき基材が４定性であシ、
かつＷ、源と接続しなければならないという欠点を伴な
っている。更に元素、例えばケイ素ではその低い導電性
が電解析出速度を低下させるのが欠点である。電解析出
を浴融塩中で実施する場合には史ｔこすべての欠点と高
温での処理のＩ＃？血が加わる。金属をその化合物の溶
液から純化学的に析出すること、例えば公知のニッケル
めっきはこれらの欠点を回避する。

この方法では好適な金属化合物の溶液に還元剤？Ｉ−ｍ
加する。これによって金Ｍが還元され、かつ粉末状で沈
澱されるか、または付着薄膜として基材上Ｖこ沈着され
る。純粋ケイ素を得るためにかかる方法が例えば西ドイ
ツ国特許第１０７１６８０号明細書に記載された。該方
法では浴剤とし°Ｃ公知の非水性浴剤の１種が使用され
、この浴剤にケイ素化合物、例えば５ｉｃｔ４をＭ要式
せる。還元剤としてナトリウムの分散液が使用される。

ケイ素を粉末状で得ることに成功したが、これをナトリ
ウム分散液から分離しなければならない。したがって不
溶性還元剤の使用は、金属ｔ−粉末状で得る際に付加的
な方法工程を必要とする。金属を固着する薄膜の形状で
基材上に沈着２せることｔよ不溶性還元剤を用いては殆
ど可能ではない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明のｌＬ＊題は前記のすべての欠点を回避すること
である。

（問題点を解決するだめの手段） 上記の線層を解決するだめの本発明の手段は、非水性浴
剤に溶けた、析出すべき物質の化合物を同様に溶剤に溶
けた炭化水素のアニオンラジカルを用いて還元゛するこ
とである。

すなわち還元剤として非水性溶剤に町爵性の炭化水素化
会物、特に芳香族もしくは多項状芳香族化合物、例えば
ｆ７タリン、ビフェニルまたは７エナントレンのアニオ
ン２ジカルを使用することにより、金属、例えばケイ素
、モリブデン、タンタル、クロム、コバルト等並びに金
属間化合物をこれらの化合物の非水性溶液から所望の形
状で析出し得ることが判明した。アニオンラジカルのこ
のような溶液を得るためには、相応する炭化水素の非水
性溶液にナトＩＪウムまたは他の還元剤を添加するか、
または支持塩、例えばテトラアルキルアンそニウムハロ
ゲンドを添加した、炭化水素の非水性溶液を電気分解す
る。

本発明による方法は、析出すべき物質の化合物の非水性
溶液をアニオンラジカルの非水性溶液と合し、この合し
た溶剤に、金属を固着した薄膜の形状で沈着させるべき
基材を浸漬することより成る。その場合基材は任意の物
質、例えば金属、ガラス、磁器、サファイヤ、プラスチ
ック、テフロン、合成使脂等であってよい。

他の本発明による方法は、ｉｌ（記のようにして金属化
合物の溶液とアニオンラジカルの溶液を合し、基材をと
６液に浸訳せずに金属を直接粉末状で溶液から析出きせ
ることである。

（実施例） 例１ 乾燥アルゴンで洗った、閉鎖反応容器内に炭酸プロピレ
ン吊の５ｒＨｃｔｓの０．５モル溶液がある。

このｉｏ、に仮覆すべき鋼基材が浸漬されている。

この溶液に沈澱物としてナトリウムを含有する。

炭酸グロビレン中のナフタリンの０．０５モル溶液を添
加する。基材上に厚は約５μｍのケイ素膜が沈着する。

例２ 乾燥窒素で洗った反応容器内に１時間の間ナトリウムの
分散液と接触させ、次いで濾過した後の、ジメチルホル
ムアミド中のビフェニルの０．１モル溶液が装入されて
いる。この溶液に３１製基材を浸漬する。この浴液にジ
メチルホルムアミド中のＭｏＣｌ５の０．１モル溶液を
添加する。その後鋼製基材上にモリブデンの固着薄膜が
沈着する。

例３ 前記の反応容器内にアセトニトリル中のＣＯ，Ｔ２（０
，０５モル）とナフタリン（０，１モル）の溶液が装入
されている。このＨｇ液にＣｕ、Ｎｉ、アルミニウムま
たはアルミニウム合金または同様の拐料から成る基材ｆ
ｃ浸漬する。この溶液にリチウムまたは他の還元性金属
を添加し、かつ浴液を攪拌した後基材上にコバルトの薄
膜が沈着する。この方法の形式は常に有利である訳では
ない。それというのも析出する金属が還元性金属上にも
直接沈澱することがあるからである。

例４ 例１〜例３と同様にして実施するが、これらの例で使用
された金属塩の代わ力にＭｏＣｌ５と５ｉｃｔ４をそれ
ぞれ０．１モル浴数で使用する。基材上ＫＭｏＳｉ２の
薄膜が沈着する。

例５ 反応容器が方形の、平らな管路から成る。その両側の壁
に片面を４Ｂ１．覆シたい基材を配置する。この管路に
８　ｒ　ＨＣｌ５　（０，１モル）とナフタリン（０，
１モル）の溶液を還流さ−じるが、その際該溶液を反応
容器に供給する前１でナトリウム上に保持しておく。流
速を、Ｓ　１ＨＣ４と　ナフタリンアニオンラジカルの
消費が槽の入口での一度の２０〜３０％以下であるよう
に調節する。ケイ素の一様な品質の薄膜が基材上に得ら
れる。

例６ 例１〜例５と同様にして′★施するが、基材としてガラ
ス、セラミック、例えばＡ１□０５またはプ２スチック
、例えばポリプロピレンを使用する。

例７ 例１〜例６と同様にして実施するが、炭化水素を含有す
る溶液にテトラプチルアンモニウムヨージド（濃度０．
１モル）を添加し、かつこの溶液を金属塩の溶液と合°
する前に２つの白金電極の間で電気分解する。その踪適
切な公知の手段（隔膜）によって１匂極に発生するヨウ
素がは元性醇液中に入るのを防ぐ。

（発明の効果）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１）金属または半導体を粉末状かまたは基材上に固着
   せる薄膜の形状で無電解析出するための方法において、
   非水性溶剤にｍけた、析出すべき物質の化合物を同様に
   溶剤に溶けた炭化水素のアニオンラジカルを用いて還元
   することｋｌｌ＆徴とする、蛍現または半導体を粉末状
   かまたは基材上に「＾」着せる薄膜の形状で無電解析出
   するための方法。 （２）　アニオンラジカルを形成する炭化水素が芳香族
   化合物である、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ＋３１　アニオンラジカルを形成する炭化水素が多項状
   、芳香族化合物である、特許請求の範囲第１項または４
   ２項記載の方法。 （４）アニオン２ジカルを形成する炭化水素がナフタリ
   ン、ピフェニルまたはフェナントレンである、’＋’！
   ｊ　Ｗｆ　請求の範囲第１項または第２項記載の方法。 （５）アニオンラジカルが、非水性溶剤に溶けた相応す
   る炭化水素をアルカリ金属または他の還元性金属で還元
   すること番てよって形成される、特許請求の範囲ｉ；４
   １　ｇｉから第４項りでのいず庇か１項記載の方法。 （６）　アニオンラジカルが、非水性溶剤に溶けた相応
   する炭化水素を電気化学的に還元することＫよって形成
   さ１する、特許請求の範囲第１項から第４Ｊｊｉ　’！
   ｌ’でのいずれか１項記載の方法。