JPWO2019013098A1 - Crystal-containing glass and method for producing the same - Google Patents

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Abstract

遷移金属カルコゲナイドの層状結晶を低コストかつ容易に得る。本発明は、結晶含有ガラスであって、遷移金属カルコゲナイド層状結晶を含むことを特徴とする。A layered crystal of a transition metal chalcogenide can be easily obtained at low cost. The present invention is a crystal-containing glass, which is characterized in that it contains a transition metal chalcogenide layered crystal.

Description

本発明は、結晶含有ガラス及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a crystal-containing glass and a method for manufacturing the glass.

近年、次世代の半導体材料として、遷移金属カルコゲナイドなどの層状結晶が注目を集めている。これらの層状結晶はファンデルワールス力によって各層が結合しているために薄膜状に加工しやすい上、表面粗さの点でも優れているため、電子素子の微細化、高性能化に非常に大きく寄与する。更にこれらの結晶は、半導体のみならず、金属、超伝導体などの様々な機能を発現するため、柔軟性や透明性を持つ光電子素子や超低エネルギー消費な電子素子への応用が期待されている。   In recent years, layered crystals such as transition metal chalcogenides have attracted attention as next-generation semiconductor materials. These layered crystals are easy to process into thin films because each layer is bonded by Van der Waals force, and because they are also excellent in surface roughness, they are extremely useful for miniaturization and high performance of electronic devices. Contribute. Further, these crystals exhibit various functions such as metal, superconductor, etc. as well as semiconductors, and are expected to be applied to optoelectronic devices with flexibility and transparency and electronic devices with ultra-low energy consumption. There is.

「Synthesis of Colloidal 2D 3D MoS2 Nanostructures by Pilsed Laser Ablation in an Organic Liquid Environment」Sci.Technol. Adv. Mater., 2013, 14, 043501-043513., Y. Zhao et al.`` Synthesis of Colloidal 2D 3D MoS2 Nanostructures by Pilsed Laser Ablation in an Organic Liquid Environment '' Sci. Technol. Adv. Mater., 2013, 14, 043501-043513., Y. Zhao et al. 「Molybdenumu(IV) speciation in sulfidic waters Stability and Labilityof thiomolybdates」Geochimica et Cosmochimica Acta, 2000, 64,1149-1158., G.Helz and B.Erickson.`` Molybdenumu (IV) speciation in sulfidic waters Stability and Labilityof thiomolybdates '' Geochimica et Cosmochimica Acta, 2000, 64, 1149-1158., G. Helz and B. Erickson. 「The chemistry of two-dimensional layered transition metal dichalcogenide nanosheets」Nature Chemistry., 2013, 5, 263-275., M. Chhowalla et al.`` The chemistry of two-dimensional layered transition metal dichalcogenide nanosheets '' Nature Chemistry., 2013, 5, 263-275., M. Chhowalla et al.

遷移金属カルコゲナイドの中でも、MoS(二硫化モリブデン)のように天然鉱石に含有される層状結晶は、天然鉱石から分離、精製して得ることが可能である。しかし、この方法では、層状結晶の他に3次元結晶や他成分が混入するおそれがあるため、半導体用途等純度が求められる用途には適さない。Among the transition metal chalcogenides, layered crystals contained in natural ore such as MoS 2 (molybdenum disulfide) can be obtained by separating and purifying from natural ore. However, this method is not suitable for applications requiring purity such as semiconductor applications because three-dimensional crystals and other components may be mixed in addition to the layered crystals.

そこで、高純度の遷移金属カルコゲナイド層状結晶を得るために、様々な取り組みがなされてきた。遷移金属カルコゲナイド層状結晶を得るためには、酸化させた遷移金属材料を還元し、更にカルコゲン元素を修飾させるが、製造条件によっては層状結晶以外の結晶も生成されてしまうため、製造時には、反応雰囲気の酸化還元状態や反応温度などを厳密に制御しなければならず、多大な手間や費用を要してしまう。   Therefore, various efforts have been made to obtain high-purity transition metal chalcogenide layered crystals. In order to obtain a transition metal chalcogenide layered crystal, the oxidized transition metal material is reduced and the chalcogen element is further modified.However, depending on the production conditions, crystals other than the layered crystal are also generated, so during the production, the reaction atmosphere It is necessary to strictly control the oxidation-reduction state and reaction temperature of the above, which requires a great deal of labor and cost.

例えば、非特許文献1では、レーザー照射によって層状結晶であるMoSを合成する方法を開示している。また、非特許文献2では、まず、チオモリブデート(MoO[n][4−n])を得た後に、液体−気体反応によって結晶を生成させる方法を開示している。更に、非特許文献3では、遷移金属カルコゲナイド層状結晶を気体−気体反応によって生成させる方法を開示している。しかし、遷移金属カルコゲナイド層状結晶を得るためには、いずれも製造コストや手間がかかってしまうため、低コストかつ容易に得ることは非常に困難であった。For example, Non-Patent Document 1 discloses a method of synthesizing MoS 2 which is a layered crystal by laser irradiation. Further, Non-Patent Document 2 discloses a method in which thiomolybdate (MoO [n] S [4-n] ) is first obtained and then crystals are generated by a liquid-gas reaction. Furthermore, Non-Patent Document 3 discloses a method of producing a transition metal chalcogenide layered crystal by a gas-gas reaction. However, in order to obtain a transition metal chalcogenide layered crystal, manufacturing cost and labor are required in each case, so it is very difficult to obtain it at low cost.

本発明者は、ガラスを長年研究してきた知識と経験を元に鋭意実験した結果、驚くべきことに、ガラス中に遷移金属カルコゲナイド層状結晶を析出できること及びこのガラスから、遷移金属カルコゲナイド層状結晶が容易に得られることを見出し、本発明として提案するものである。すなわち、本発明は、結晶含有ガラスであって、遷移金属カルコゲナイド層状結晶を含むことを特徴とする。   As a result of intensive experiments based on the knowledge and experience of researching glass for many years, the present inventor has surprisingly been able to deposit a transition metal chalcogenide layered crystal in glass, and from this glass, a transition metal chalcogenide layered crystal is easy. The present invention has been found to be obtained, and is proposed as the present invention. That is, the present invention is a crystal-containing glass, which is characterized by containing a transition metal chalcogenide layered crystal.

本発明では、ガラスを製造する過程で遷移金属カルコゲナイド結晶を析出させることで、本発明の結晶含有ガラスを得ることができる。また、結晶含有ガラスは、例えば酸処理などでガラスを分離することで、容易に内部の結晶を精製することができる。そのため、特殊な設備や手間を必要とせず、低コストかつ容易に高純度の遷移金属カルコゲナイド層状結晶を得ることができる。   In the present invention, the crystal-containing glass of the present invention can be obtained by precipitating a transition metal chalcogenide crystal in the process of producing glass. In the crystal-containing glass, the crystal inside can be easily purified by separating the glass by, for example, acid treatment. Therefore, a highly pure transition metal chalcogenide layered crystal can be easily obtained at low cost without requiring special equipment or labor.

また、本発明の結晶含有ガラスは、前記遷移金属カルコゲナイド層状結晶が、結晶含有ガラス全体の0.01質量%以上であることが好ましい。このようにすることで、遷移金属カルコゲナイド層状結晶を効率的に得ることが可能になる。   Further, in the crystal-containing glass of the present invention, the transition metal chalcogenide layered crystal is preferably 0.01% by mass or more of the entire crystal-containing glass. By doing so, it becomes possible to efficiently obtain a transition metal chalcogenide layered crystal.

また、本発明の結晶含有ガラスは、ガラス組成として、Mxy(Mは遷移金属原子のいずれか)及びZ(ZはS、Se、Te、Poのいずれか)を含有することが好ましい。The crystal-containing glass of the present invention preferably contains M x O y (M is any of transition metal atoms) and Z (Z is any of S, Se, Te, and Po) as a glass composition. ..

ここで、Mxyは酸化物換算した遷移金属の酸化物であり、Mは遷移金属原子、Oは酸素原子を表す。また、X,Yはそれぞれの原子数を示す。M(遷移金属原子)としては、例えば、Mo、Hf、W、Re、Hf、W、Re、Ge、Nb、Pb、Sn、Ta、Ti、Ga、In、Zr等がある。Here, M x O y is an oxide of a transition metal converted into an oxide, M is a transition metal atom, and O is an oxygen atom. Moreover, X and Y show the number of each atom. Examples of M (transition metal atom) include Mo, Hf, W, Re, Hf, W, Re, Ge, Nb, Pb, Sn, Ta, Ti, Ga, In, and Zr.

また、Zはカルコゲン原子であり、S、Se、Te、Poのいずれかである。   Z is a chalcogen atom and is any of S, Se, Te and Po.

また、本発明の結晶含有ガラスは、ガラス組成として、質量%で、SiO 60〜80%、Al 0〜10%、B 0〜5%、RO(LiO+NaO+KOの合量) 5〜25%、更に、Mxy(Mは遷移金属原子のいずれか)及びZ(ZはS、Se、Te、Poのいずれか)を含有することが好ましい。このようにすることで、ガラス中に遷移金属カルコゲナイド層状結晶がより析出しやすくなる。Further, the crystal-containing glass of the present invention has a glass composition of, by mass%, SiO 2 60 to 80%, Al 2 O 30 to 10%, B 2 O 3 0 to 5%, R 2 O (Li 2 O + Na). 2 O + K 2 O) 5 to 25%, and further contains M x O y (M is any of transition metal atoms) and Z (Z is any of S, Se, Te, and Po). preferable. By doing so, the transition metal chalcogenide layered crystal is more likely to be precipitated in the glass.

また、本発明の結晶含有ガラスは、前記遷移金属カルコゲナイド層状結晶がMoSであることが好ましい。MoSの層状結晶は、ガラス原料にMo原料及びS原料を添加することにより得ることができる。In the crystal-containing glass of the present invention, the transition metal chalcogenide layered crystal is preferably MoS 2 . The layered crystal of MoS 2 can be obtained by adding the Mo raw material and the S raw material to the glass raw material.

また、本発明の結晶含有ガラスの製造方法は、遷移金属原子及びカルコゲン原子を含むようにガラス原料を調製し、次にガラス原料を溶融し、溶融温度よりも低い温度で保持してガラス中に遷移金属カルコゲナイド層状結晶を析出させることが好ましい。このようにすることで、ガラス中に遷移金属カルコゲナイド層状結晶が析出した結晶含有ガラスを低コストかつ容易に得ることができる。   Further, the method for producing a crystal-containing glass of the present invention, the glass raw material is prepared so as to contain a transition metal atom and a chalcogen atom, then the glass raw material is melted, and held in the glass at a temperature lower than the melting temperature. It is preferred to deposit the transition metal chalcogenide layered crystals. By doing so, the crystal-containing glass in which the transition metal chalcogenide layered crystal is precipitated in the glass can be easily obtained at low cost.

更に、本発明の遷移金属カルコゲナイド層状結晶の製造方法は、前記結晶含有ガラスから、ガラスと遷移金属カルコゲナイド層状結晶を分離し、遷移金属カルコゲナイド層状結晶を得ることを特徴とする。   Further, the method for producing a transition metal chalcogenide layered crystal of the present invention is characterized in that the glass and the transition metal chalcogenide layered crystal are separated from the crystal-containing glass to obtain a transition metal chalcogenide layered crystal.

また、本発明の遷移金属カルコゲナイド層状結晶の製造方法は、酸により、ガラスと遷移金属カルコゲナイド層状結晶とを分離することが好ましい。この場合、ガラスが酸によって溶解するのに対し、遷移金属カルコゲナイド結晶は酸に溶解しないため、その結果、結晶含有ガラスから、結晶を取り出すことができる。また、分離方法は、粉砕や篩分けと組み合わせて用いてもよい。   Further, in the method for producing a transition metal chalcogenide layered crystal of the present invention, it is preferable to separate the glass and the transition metal chalcogenide layered crystal with an acid. In this case, the glass is dissolved by the acid, whereas the transition metal chalcogenide crystal is not dissolved in the acid, and as a result, the crystal can be taken out from the crystal-containing glass. The separation method may be used in combination with pulverization or sieving.

本発明の結晶含有ガラスは、遷移金属カルコゲナイド層状結晶を含有しているため、ガラス中から結晶を得ることが可能である。また、遷移金属カルコゲナイド層状結晶を高純度で含有しているため、ガラスから分離すれば、結晶を半導体等の高機能部材に用いることが可能である。更に、耐バリア性や透光性などガラス材料の特徴と遷移金属カルコゲナイド層状結晶を併せ持つ次世代の複合材料を得ることが可能である。   Since the crystal-containing glass of the present invention contains a transition metal chalcogenide layered crystal, it is possible to obtain a crystal from the glass. Further, since the transition metal chalcogenide layered crystal is contained in high purity, the crystal can be used for a highly functional member such as a semiconductor if separated from glass. Furthermore, it is possible to obtain a next-generation composite material having the characteristics of glass materials such as barrier resistance and translucency and the transition metal chalcogenide layered crystals.

また、本発明の結晶含有ガラスの製造方法は、一般的なガラス溶融法に加えて、溶融温度よりも低い温度で保持する結晶化工程を設けるだけであるため、特殊な製造設備や材料を必要とせず、製造コストや手間を低減することができる。   Further, the crystal-containing glass manufacturing method of the present invention requires a special manufacturing facility or material, because in addition to the general glass melting method, only a crystallization step of maintaining the temperature lower than the melting temperature is provided. Therefore, the manufacturing cost and labor can be reduced.

更に、本発明の遷移金属カルコゲナイド層状結晶の製造方法では、遷移金属カルコゲナイド層状結晶を、例えば、得られた結晶含有ガラスを酸等の薬品処理することでガラス成分を溶解し、結晶を採取することが可能であるため、特殊な製造設備や材料を必要とせず、製造コストや手間を低減することができる。また、ガラス相は薬液処理によって除去しやすいため他成分が混入するおそれが少なく、高純度の遷移金属カルコゲナイド層状結晶を低コストで得ることができる。   Furthermore, in the method for producing a transition metal chalcogenide layered crystal of the present invention, the transition metal chalcogenide layered crystal is dissolved, for example, by treating the obtained crystal-containing glass with a chemical agent such as an acid, and collecting the crystal. Therefore, it is possible to reduce manufacturing cost and labor without requiring special manufacturing equipment and materials. Further, since the glass phase is easily removed by chemical treatment, there is little risk that other components will be mixed, and a highly pure transition metal chalcogenide layered crystal can be obtained at low cost.

本発明の電子素子は、上記した結晶含有ガラスを含むことを特徴とする。本発明の遷移金属カルコゲナイド層状結晶は高いキャリア移動度と紫外〜近赤外のエネルギーバンドギャップを有するため、トランジスタ、ダイオード、アンプ、スイッチなどに適用可能である。また、光電変換素子やLEDなどに応用することもできる。   An electronic device of the present invention is characterized by including the above-mentioned crystal-containing glass. The transition metal chalcogenide layered crystal of the present invention has a high carrier mobility and an ultraviolet to near-infrared energy band gap, and thus can be applied to transistors, diodes, amplifiers, switches and the like. It can also be applied to photoelectric conversion elements, LEDs, and the like.

この他にも、本発明の電子素子はリレー、ヒューズ、サーミスタなどにも適用可能であり、柔軟性や透明性を持つ電子素子にすることができる。更に、本発明の電子素子は超伝導体としての機能を持ち得るため、量子コンピュータに適用される超低エネルギー消費な素子や、マイスナー効果を示しリニアモーターカー等に適用される次世代部材としての使用も期待される。 In addition to this, the electronic element of the present invention can be applied to a relay, a fuse, a thermistor, etc., and can be an electronic element having flexibility and transparency. Further, since the electronic element of the present invention can have a function as a superconductor, it can be used as an element with ultra-low energy consumption applied to a quantum computer or as a next-generation member showing a Meissner effect and applied to a linear motor car or the like. Expected to be used.

本発明の結晶含有ガラスの結晶構造(不定形)と温度の関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between the crystal structure (amorphous form) and the temperature of the crystal-containing glass of the present invention. 本発明の結晶含有ガラスの結晶構造(三角形)と温度の関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between the crystal structure (triangle) and temperature of the crystal-containing glass of the present invention. 本発明で得られたMoSの不定形層状結晶の顕微鏡観察画像を示す。The microscope observation image of the amorphous layered crystal of MoS 2 obtained by the present invention is shown. 本発明で得られたMoSの三角形層状結晶の顕微鏡観察画像を示す。The microscope observation image of the triangular layered crystal of MoS 2 obtained by the present invention is shown.

以下、本発明の結晶含有ガラスに関し、以下詳細に説明する。なお、以下の説明では、特に断りがない限り、百分率表記は「質量%」を示す。   Hereinafter, the crystal-containing glass of the present invention will be described in detail below. In the following description, unless otherwise specified, the percentage notation indicates “mass%”.

以下に、本発明の結晶含有ガラスの一例を示すが、本願の主旨からして、遷移金属カルコゲナイド層状結晶を析出可能なガラス組成ならば、これに限定されないことは明らかである。例えば、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラス、無アルカリガラス、Eガラス、Aガラス等も適用可能である。   An example of the crystal-containing glass of the present invention will be shown below, but it is clear from the gist of the present application that the glass composition is not limited to this as long as it is a glass composition capable of precipitating a transition metal chalcogenide layered crystal. For example, quartz glass, borosilicate glass, aluminosilicate glass, soda lime glass, non-alkali glass, E glass, A glass, etc. are also applicable.

本発明の結晶含有ガラスは、ガラス組成として、質量%で、SiO 60〜80%、Al 0〜10%、B 0〜5%、RO(LiO+NaO+KOの合量) 5〜25%、更に、Mxy(Mは遷移金属原子のいずれか)及びZ(ZはS、Se、Te、Poのいずれか)を含有することが好ましい。The crystal-containing glass of the present invention has a glass composition of, by mass%, SiO 2 60 to 80%, Al 2 O 3 to 10%, B 2 O 3 0 to 5%, R 2 O (Li 2 O + Na 2 O + K). The total amount of 2 O) 5 to 25%, and M x O y (M is any of transition metal atoms) and Z (Z is any of S, Se, Te, and Po) are preferably contained.

SiOはガラスのネットワークを構成する成分であり、本発明の結晶含有ガラスにとって重要な成分である。SiOの含有量は60〜80%、好ましくは65〜75%である。SiOの含有量が少なすぎると、ガラス化し難くなり、その結果、失透物として遷移金属カルコゲナイド層状結晶以外の結晶が析出しやすくなる。一方、SiOの含有量が多すぎると、結晶含有ガラス中から、結晶を分離する際に、ガラス成分が、例えばフッ酸等の酸で溶け難くなり、ガラスと遷移金属カルコゲナイド層状結晶との分離に手間やコストがかかってしまう。SiO 2 is a component that constitutes a glass network, and is an important component for the crystal-containing glass of the present invention. The content of SiO 2 is 60 to 80%, preferably 65 to 75%. When the content of SiO 2 is too small, it becomes difficult to vitrify, and as a result, crystals other than the transition metal chalcogenide layered crystals are likely to precipitate as devitrified substances. On the other hand, if the content of SiO 2 is too large, when the crystal is separated from the crystal-containing glass, the glass component becomes difficult to dissolve with an acid such as hydrofluoric acid, and the glass and the transition metal chalcogenide layered crystal are separated. Takes time and cost.

Alはガラスの耐薬品性を向上させる効果があるが添加しすぎるとガラスの溶融性及び加工性が悪化する。Alの含有量は、0〜10%、0〜5%、1〜5%、好ましくは1〜4%である。Al 2 O 3 has the effect of improving the chemical resistance of glass, but if added too much, the meltability and workability of glass will deteriorate. The content of Al 2 O 3 is 0 to 10%, 0 to 5%, 1 to 5%, preferably 1 to 4%.

はガラスの粘度を下げ、溶融性を向上させる効果がある。Bの含有量は0〜5%が好ましく、より好ましくは0〜3%である。一方、環境面からはできれば含有しないことが望ましい。Bを含有しないとは、Bを意図的に添加しないという意味であり、不可避的不純物まで排除するものではない。より具体的にはBの含有量が質量で0.05%以下であることを意味する。B 2 O 3 has the effect of lowering the viscosity of the glass and improving the meltability. The content of B 2 O 3 is preferably 0 to 5%, more preferably 0 to 3%. On the other hand, from the environmental aspect, it is desirable not to contain it if possible. Not containing B 2 O 3 means that B 2 O 3 is not intentionally added, and unavoidable impurities are not excluded. More specifically, it means that the content of B 2 O 3 is 0.05% or less by mass.

アルカリ金属酸化物であるLiO、NaO及びKOは、ガラスの粘度を下げる効果がある。また、ガラス原料中に、結晶形成元素原料を多く含有させる際にも効果がある。RO(LiO、NaO及びKOの含有量の合量)は、好ましくは5〜25%、より好ましくは7〜24%、特に好ましくは8〜23%である。一方、これらの成分の合量が少なすぎると、溶融性が悪化する。The alkali metal oxides Li 2 O, Na 2 O and K 2 O have the effect of reducing the viscosity of the glass. It is also effective when a large amount of the crystal forming element raw material is contained in the glass raw material. R 2 O (the total content of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O) is preferably 5 to 25%, more preferably 7 to 24%, and particularly preferably 8 to 23%. On the other hand, if the total amount of these components is too small, the meltability deteriorates.

なお、LiOの含有量は0〜5%、好ましくは0〜3%である。LiOの含有量が多くなると原料コストが高くなる。また、NaOの含有量は3〜13%、好ましくは3〜10%である。NaOが少なすぎると、ガラスの粘度が上がって溶融性が悪くなる。また、KOの含有量は2〜10%、好ましくは2〜6%である。KOの含有量が多すぎると、ガラスの耐水性が悪化する。The content of Li 2 O is 0 to 5%, preferably 0 to 3%. When the content of Li 2 O increases, the raw material cost increases. Further, the content of Na 2 O is 3 to 13%, preferably 3 to 10%. If the amount of Na 2 O is too small, the viscosity of the glass increases and the meltability deteriorates. Further, the content of K 2 O is 2 to 10%, preferably 2 to 6%. If the content of K 2 O is too large, the water resistance of the glass deteriorates.

MgO、CaO、SrO及びBaOは、ガラスの粘度を下げ、ガラス原料中に、結晶形成元素原料を多く含有させる際に効果がある。RO(MgO、CaO、SrO及びBaOの含有量の合量)は、好ましくは0〜20%である。これらの成分の合量が多くなると、失透の原因となるため、目的とする遷移金属カルコゲナイド層状結晶以外の結晶が析出するため好ましくない。   MgO, CaO, SrO and BaO are effective in lowering the viscosity of the glass and making the glass raw material contain a large amount of the crystal forming element raw material. RO (the total content of MgO, CaO, SrO and BaO) is preferably 0 to 20%. When the total amount of these components is large, it causes devitrification, and crystals other than the intended transition metal chalcogenide layered crystals are precipitated, which is not preferable.

なお、MgOの含有量は0〜5%、好ましくは0〜3%である。MgOの含有量が多すぎると原料コストが高くなる。また、CaOの含有量は0〜5%、好ましくは0〜4%である。CaOの含有量が多すぎると失透の原因となる。また、SrOの含有量は0〜12%、好ましくは0〜8%である。SrOの含有量が多すぎるとストロンチウム長石等のSr系結晶が析出しやすくなり、ガラスが失透する。更に、BaOの含有量は0〜5%である。BaOの含有量が多すぎると、ガラス中にバリウム長石等のBa系結晶が析出しやすくなり、ガラスが失透する。また、環境面からBaOの含有量はできる限り少なくすることが好ましい。   The content of MgO is 0 to 5%, preferably 0 to 3%. If the content of MgO is too large, the raw material cost becomes high. The content of CaO is 0 to 5%, preferably 0 to 4%. When the content of CaO is too large, it causes devitrification. The SrO content is 0 to 12%, preferably 0 to 8%. If the content of SrO is too large, Sr-based crystals such as strontium feldspar tend to precipitate, and the glass devitrifies. Further, the content of BaO is 0 to 5%. When the content of BaO is too large, Ba-based crystals such as barium feldspar tend to precipitate in the glass, and the glass devitrifies. In addition, it is preferable that the content of BaO is as small as possible from the viewpoint of the environment.

また、本発明においては、清澄剤として、Sb、As、SnOなどの多価酸化物やF、Clなどのハロゲン、SO等を一種類以上含有してもよい。この場合、標準的な清澄剤の含有量は、合量で5%以下、好ましくは1%以下、さらに好ましくは0.5%以下である。Further, in the present invention, one or more kinds of polyvalent oxides such as Sb 2 O 3 , As 2 O 3 and SnO 2 , halogens such as F and Cl, SO 3 and the like may be contained as a fining agent. In this case, the standard content of the fining agent is 5% or less in total, preferably 1% or less, more preferably 0.5% or less.

本発明の結晶含有ガラスは、上記に加えて、必須成分として、遷移金属カルコゲナイド層状結晶を含有している。遷移金属カルコゲナイド層状結晶の一例としては、MoS、HfS、WS、ReS、GeS、MoReS、MoSSe、MoWS、NbReS、NbReSe、PbSnS、ReMoS、ReNbS、ReS、1T−TaS、2H−TaS、TiGaS、TiInS、WSSe、ZrS、TiS等がある。In addition to the above, the crystal-containing glass of the present invention contains a transition metal chalcogenide layered crystal as an essential component. Examples of transition metal chalcogenide layered crystals include MoS 2 , HfS 2 , WS 2 , ReS 2 , GeS, MoReS 2 , MoSSe, MoWS 2 , NbReS 2 , NbReSe 2 , PbSnS 2 , ReMoS 2 , ReNbS 2 , ReS 2 . 1T-TaS 2 , 2H-TaS 2 , TiGaS 2 , TiInS 2 , WSSe, ZrS 2 , TiS 2 and the like.

本発明の結晶含有ガラスは、酸化物換算したMxy(Mは遷移金属原子のいずれか)の含有量が、SiO、Al、B、RO、ROの合計を100%としたときに外掛けで、好ましくは0.05〜40%であり、0.1〜40%、0.5〜40%、1〜40%、3〜35%、5〜30%、10〜30%、特に20〜30%である。Mxy(Mは遷移金属原子のいずれか)の含有量が多いほど、遷移金属カルコゲナイド層状結晶を多く得ることができる。一方、含有量が多すぎるとガラス原料を溶融、成形し難くなる。In the crystal-containing glass of the present invention, the content of M x O y (M is any of transition metal atoms) in terms of oxide is SiO 2 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , R 2 O or RO. When the total is taken as 100%, it is externally applied, preferably 0.05 to 40%, 0.1 to 40%, 0.5 to 40%, 1 to 40%, 3 to 35%, 5 to 30. %, 10 to 30%, especially 20 to 30%. The higher the content of M x O y (M is any of transition metal atoms), the more transition metal chalcogenide layered crystals can be obtained. On the other hand, if the content is too large, it becomes difficult to melt and mold the glass raw material.

更に、本発明の結晶含有ガラスは、Z(ZはS、Se、Te、Poのいずれか)の含有量が、SiO、Al、B、RO、ROの合計を100%としたときに外掛けで、好ましくは0.1〜40%であり、0.2〜40%、1〜40%、3〜40%、5〜35%、10〜30%、特に20〜30%である。Z(ZはS、Se、Te、Poのいずれか)の含有量が多いほど、遷移金属カルコゲナイド層状結晶を多く得ることができる。一方、含有量が多すぎるとガラス原料を溶融、成形し難くなる。Furthermore, in the crystal-containing glass of the present invention, the content of Z (Z is any of S, Se, Te, and Po) is the total of SiO 2 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , R 2 O, and RO. Is 100%, preferably 0.1-40%, 0.2-40%, 1-40%, 3-40%, 5-35%, 10-30%, 20-30%. As the content of Z (Z is any one of S, Se, Te, and Po) is larger, more transition metal chalcogenide layered crystals can be obtained. On the other hand, if the content is too large, it becomes difficult to melt and mold the glass raw material.

なお、本発明で用いる原料に関し、例えば、S(硫黄)原料のように、清澄剤や還元剤として添加したり、後述するようにカルコゲン元素原料として添加したりする等、原料形態や添加タイミングが異なる原料の場合でも、その含有量に含める。   Regarding the raw material used in the present invention, for example, the raw material form and the timing of addition may be such as addition as a fining agent or reducing agent as in the case of S (sulfur) raw material, or addition as a chalcogen element raw material as described later. Include in the content of different raw materials.

本発明の結晶含有ガラスは、遷移金属カルコゲナイド層状結晶がMoSであることが好ましい。MoS層状結晶を析出させるためには、Mo及びSを、単体又は酸化物、化合物の形で添加すればよい。In the crystal-containing glass of the present invention, the transition metal chalcogenide layered crystal is preferably MoS 2 . In order to precipitate the MoS 2 layered crystal, Mo and S may be added in the form of simple substance, oxide or compound.

結晶の大きさは、10μm以上が好ましく、より好ましくは30μm以上、50μm以上、特に好ましくは100μm以上である。結晶の大きさは、大きければ大きいほど、電子素子等に組み込む際に加工が容易になるため好ましい。また、本発明では、結晶化工程における結晶析出工程と結晶成長工程の温度や、時間を調整することで、所望の形状、大きさ、肉厚の遷移金属カルコゲナイド層状結晶を得ることができる。   The crystal size is preferably 10 μm or more, more preferably 30 μm or more, 50 μm or more, and particularly preferably 100 μm or more. The larger the crystal size, the easier the processing when incorporated in an electronic device or the like, which is preferable. Further, in the present invention, a transition metal chalcogenide layer crystal having a desired shape, size, and thickness can be obtained by adjusting the temperature and time of the crystal precipitation step and the crystal growth step in the crystallization step.

次に、本発明の結晶含有ガラスの製造方法について以下に説明する。   Next, the method for producing the crystal-containing glass of the present invention will be described below.

まず、目的とする組成になるように、ガラス原料を調合してガラスバッチを作製する。   First, glass raw materials are prepared so as to have a desired composition to prepare a glass batch.

ガラス原料中には、所定量の遷移金属源となる原料及びカルコゲン源となる原料(以下、結晶形成元素原料という)を添加する。またこれらに代えて、または同時に、遷移金属とカルコゲンの化合物を使用することもできる。例えば、遷移金属源となる原料としては、MoO、MoF、WO、Nb等があり、カルコゲン源となる原料としては、S、SeO、SeF、SCl、TeO等があり、更に、遷移金属とカルコゲンの化合物としては、MoS、RuS、TaS等がある。A predetermined amount of a transition metal source material and a chalcogen source material (hereinafter referred to as a crystal forming element material) are added to the glass material. Alternatively, or instead of these, a compound of a transition metal and a chalcogen can be used. For example, as a raw material to be a transition metal source, there are MoO 3 , MoF 6 , WO 3 , Nb 2 O 5 and the like, and as a raw material to be a chalcogen source, S, SeO 2 , SeF 6 , SCl 2 , TeO 2, etc. Furthermore, as the compound of the transition metal and chalcogen, there are MoS 3 , RuS 3 , TaS 3 and the like.

結晶形成元素原料の添加量は、多ければ多いほど、結晶含有ガラス中の遷移金属カルコゲナイド層状結晶の含有量が増加する。そのため、結晶形成元素原料の添加量は、その他の原料を100%としたときに外掛けで、各々0.05%以上が好ましく、0.1%以上、0.2%以上、0.3%以上、0.5%以上、1%以上、3%以上、5%以上、10%以上、20%以上が好ましい。このようにすれば、遷移金属カルコゲナイド層状結晶を多く得ることができる。結晶形成元素原料の添加量が多ければ多いほど、結晶化しやすいため、その結果、結晶化工程を設けなくてもガラス中に遷移金属カルコゲン層状結晶を析出できる。   As the amount of the crystal forming element raw material added increases, the content of the transition metal chalcogenide layered crystal in the crystal-containing glass increases. Therefore, the amount of addition of the crystal forming element raw material is preferably 0.05% or more, 0.1% or more, 0.2% or more, 0.3%, respectively, when the other materials are set to 100%. As described above, 0.5% or more, 1% or more, 3% or more, 5% or more, 10% or more, 20% or more are preferable. In this way, many transition metal chalcogenide layered crystals can be obtained. The larger the amount of the crystal forming element raw material added, the easier the crystallization, and as a result, the transition metal chalcogen lamellar crystal can be precipitated in the glass without providing the crystallization step.

しかしその一方で、結晶形成元素原料の添加量を増加させると、ガラス原料を溶融、成形し難くなる。そのため、結晶形成元素原料の添加量は、各々40%以下が好ましく、30%以下、特に25%以下が好ましい。   However, on the other hand, when the amount of the crystal forming element raw material added is increased, it becomes difficult to melt and mold the glass raw material. Therefore, the addition amount of the crystal forming element raw material is preferably 40% or less, more preferably 30% or less, and particularly preferably 25% or less.

なお、前記MoS層状結晶を析出させる場合、結晶形成元素原料としては、例えば、MoOとSがあり、添加量は各々0.05%以上が好ましく、0.1%以上、0.2%以上、0.5%以上、1%以上、3%以上、5%以上、特に10%以上好ましい。添加量が多ければ多いほど、結晶化しやすいため、その結果、結晶化工程を設けなくてもガラス中にMoS層状結晶を析出できる。In the case of precipitating the MoS 2 layered crystal, the crystal forming element raw material includes, for example, MoO 3 and S, and the addition amounts of each are preferably 0.05% or more, 0.1% or more, 0.2% or more. As described above, 0.5% or more, 1% or more, 3% or more, 5% or more, particularly preferably 10% or more. The larger the amount added, the easier the crystallization, and as a result, MoS 2 layered crystals can be precipitated in the glass without providing a crystallization step.

次に、このガラスバッチを800〜1500℃の溶融窯に投入して溶融する。   Next, this glass batch is put into a melting furnace at 800 to 1500 ° C. and melted.

また、溶融工程は、還元雰囲気で行うことが好ましい。還元雰囲気で溶融すると、後の結晶化工程で遷移金属カルコゲナイド層状結晶が析出しやすい。遷移金属カルコゲナイド層状結晶を効率よく得るためには、原料に還元剤を用いるほか、O分圧の低い還元雰囲気で溶融、結晶化工程を実施することが好ましい。Further, the melting step is preferably performed in a reducing atmosphere. When melted in a reducing atmosphere, transition metal chalcogenide layered crystals are likely to precipitate in the subsequent crystallization step. In order to efficiently obtain the transition metal chalcogenide layered crystal, it is preferable to use a reducing agent as a raw material and to carry out the melting and crystallization steps in a reducing atmosphere with a low O 2 partial pressure.

還元剤を用いる場合、C、S、Al、Siが好ましく、遷移金属カルコゲナイド層状結晶を効率よく得るために、これらを合量で、質量で0.01%以上添加することが好ましい。   When using a reducing agent, C, S, Al, and Si are preferable, and in order to efficiently obtain a transition metal chalcogenide layered crystal, it is preferable to add 0.01% or more by mass of these in total.

なお、通常のガラス生産であればこの後清澄工程を行うのが一般的であるが、結晶を採取する目的であれば、これを省略してもよい。   Incidentally, in the case of ordinary glass production, a clarification step is generally performed after this, but this may be omitted for the purpose of collecting crystals.

次に、溶融温度よりも低い温度で保持する結晶化工程を行う。これにより、ガラス中に遷移金属カルコゲナイド層状結晶を析出させる。   Next, a crystallization step of maintaining the temperature lower than the melting temperature is performed. Thereby, the transition metal chalcogenide layered crystal is deposited in the glass.

結晶化工程としては、結晶析出工程と結晶成長工程とを同時に行うことが好ましい。このようにすれば、効率よく結晶を析出させ、かつ成長させることができる。結晶化工程の保持温度は、好ましくは700〜1100℃であり、750〜1100℃、800〜1000℃、特に800〜900℃が好ましい。また、結晶化工程の保持温度や保持時間は、所望する結晶数や、結晶種に応じて変更できるが、結晶を多く得たい場合や、結晶を大きく成長させたい場合は、保持時間を長くすればよい。保持時間は、0.5時間以上であり、1時間以上、3時間以上、5時間以上、10時間以上、特に20時間以上である。もちろん、結晶析出工程と結晶成長工程とを別々の工程として行うことも可能である。   As the crystallization step, it is preferable to perform the crystal precipitation step and the crystal growth step at the same time. By doing so, crystals can be efficiently deposited and grown. The holding temperature in the crystallization step is preferably 700 to 1100 ° C, preferably 750 to 1100 ° C, 800 to 1000 ° C, and particularly preferably 800 to 900 ° C. The holding temperature and holding time in the crystallization step can be changed according to the desired number of crystals and crystal seeds, but if you want to obtain a large number of crystals or grow the crystals large, you can increase the holding time. Good. The holding time is 0.5 hours or more, 1 hour or more, 3 hours or more, 5 hours or more, 10 hours or more, and particularly 20 hours or more. Of course, it is also possible to perform the crystal precipitation step and the crystal growth step as separate steps.

図1及び2に、結晶形成元素原料としてMoとSを用いた場合の結晶化工程におけるガラス中の結晶構造と温度の関係を示す。図1は得られた結晶の形が不定形結晶の場合であり、図2は三角形結晶の場合を示す。また、結晶化工程のうち、■は結晶析出工程、●は結晶成長工程である。   1 and 2 show the relationship between the crystal structure in glass and the temperature in the crystallization step when Mo and S are used as the crystal forming element raw materials. FIG. 1 shows the case where the obtained crystal is an amorphous crystal, and FIG. 2 shows the case where it is a triangular crystal. In addition, in the crystallization process, ▪ is a crystal precipitation process, and ● is a crystal growth process.

なお、上述したとおり、保持温度や保持時間は、所望する結晶の大きさや、結晶種に応じて変更できるが、図1及び2の網掛け部分の領域であれば、結晶析出と結晶成長を同時に進行できる。そのため、この領域で保持すれば、効率よく結晶を析出させ、かつ成長させることができる。   As described above, the holding temperature and the holding time can be changed according to the desired size of the crystal and the crystal seed. However, in the shaded region of FIGS. 1 and 2, the crystal precipitation and the crystal growth are performed simultaneously. You can proceed. Therefore, if held in this region, crystals can be efficiently precipitated and grown.

続いてガラスを成形する。成形は、後に結晶を採取する目的であれば、特に成形方法を問わない。例えば、オーバーフローダウンドロー法、フロート法、ロールアウト法、プレス法、ダンナー法、無容器法等に加えて、水砕等、様々な方法を用いることができる。成形後の形状も、厚板状、薄板状、管状、水砕形状、繊維形状、フレーク状等、様々な形態をとることが可能である。   Subsequently, the glass is molded. The molding may be performed by any molding method as long as the crystals are collected later. For example, in addition to the overflow downdraw method, the float method, the rollout method, the pressing method, the Danner method, the containerless method and the like, various methods such as water granulation can be used. The shape after molding can also take various forms such as a thick plate shape, a thin plate shape, a tubular shape, a granulated shape, a fiber shape, and a flake shape.

また、本発明の結晶含有ガラスを作製する別の方法としては、例えば、結晶が析出していない溶融ガラスを成形した後、結晶化工程を設ける方法を採用することもできる。   Further, as another method of producing the crystal-containing glass of the present invention, for example, a method of forming a molten glass in which crystals are not precipitated and then providing a crystallization step can be adopted.

また、本発明の結晶含有ガラスを作製する別の方法として、遷移金属カルコゲン層状結晶の前駆体となる三次元結晶を添加したガラス原料を調製、溶融し、前記三次元結晶からカルコゲン元素を脱離、還元させて遷移金属カルコゲン層状結晶とする方法を採用することも可能である。   Further, as another method for producing the crystal-containing glass of the present invention, a glass raw material to which a three-dimensional crystal serving as a precursor of a transition metal chalcogen lamellar crystal is added, melted, and a chalcogen element is desorbed from the three-dimensional crystal. It is also possible to adopt a method in which the transition metal chalcogen layer crystals are reduced.

続いて、本発明の遷移金属カルコゲナイド層状結晶の製造方法について以下に説明する。   Then, the manufacturing method of the transition metal chalcogenide layered crystal of the present invention is explained below.

本発明の遷移金属カルコゲナイド層状結晶の製造方法では、結晶含有ガラス中のガラスを溶解させ、少なくとも遷移金属カルコゲナイド層状結晶を取り出すことが好ましい。   In the method for producing a transition metal chalcogenide layered crystal of the present invention, it is preferable that at least the transition metal chalcogenide layered crystal is taken out by melting the glass in the crystal-containing glass.

本発明の遷移金属カルコゲナイド層状結晶の製造方法では、結晶含有ガラス中のガラスを優先的に溶解させ、遷移金属カルコゲナイド層状結晶を得ることができるのであれば、使用薬剤や、分離方法を問わない。   In the method for producing a transition metal chalcogenide layered crystal of the present invention, any chemical agent or separation method may be used as long as the glass in the crystal-containing glass can be preferentially melted to obtain the transition metal chalcogenide layered crystal.

結晶含有ガラス中のガラス溶解できる薬剤としては、例えば、フッ酸、硝酸、塩酸、硫酸等の酸やその混合溶液があり、その濃度や、使用条件に関しては、任意のものを用いることができる。   Examples of the drug capable of dissolving glass in the crystal-containing glass include acids such as hydrofluoric acid, nitric acid, hydrochloric acid, and sulfuric acid, and mixed solutions thereof, and any concentration can be used with respect to its concentration and use conditions.

以下、実施例に基づいて本発明を説明する。   Hereinafter, the present invention will be described based on examples.

表1は、本発明の結晶含有ガラスの一例である。   Table 1 is an example of the crystal-containing glass of the present invention.

Figure 2019013098
Figure 2019013098

表1のガラスは以下のようにして調製した。表中の組成となるように、300gのガラス原料を調合し、更に、結晶形成元素原料としてMoOを0.06%とSを0.8%とを添加し、還元成分としてCを所定量添加し、擂潰機で20分間混合した。次に、ガラス原料をアルミナ磁性坩堝に入れ、1450℃で1時間溶融して溶融ガラスとした後、1000℃、15.5時間の間保持して結晶析出を行い、結晶含有ガラスを得た。The glasses in Table 1 were prepared as follows. 300 g of glass raw material was prepared so as to have the composition in the table, 0.06% of MoO 3 and 0.8% of S were further added as raw material of the crystal forming element, and a predetermined amount of C was used as a reducing component. Add and mix for 20 minutes on a muller. Next, the glass raw material was placed in an alumina magnetic crucible and melted at 1450 ° C. for 1 hour to obtain a molten glass, which was then held at 1000 ° C. for 15.5 hours to carry out crystal precipitation to obtain a crystal-containing glass.

次に加工中の破損を防ぐために540℃で30分間アニールし、その後、3℃/分で室温まで徐冷した。   Next, in order to prevent damage during processing, it was annealed at 540 ° C for 30 minutes and then gradually cooled to room temperature at 3 ° C / minute.

次に、得られた結晶含有ガラスを清潔なテフロン(登録商標)容器に入れ、酸混合溶液(40%HF:2N-HCl=1:9)をサンプルが完全に覆われる程度に満たした後、サンプルと混合溶液を入れたテフロン(登録商標)容器を30分間超音波振動させた。   Next, the obtained crystal-containing glass was placed in a clean Teflon (registered trademark) container, and the acid mixed solution (40% HF: 2N-HCl = 1: 9) was filled to the extent that the sample was completely covered. The Teflon (registered trademark) container containing the sample and the mixed solution was ultrasonically vibrated for 30 minutes.

その後、テフロン(登録商標)漏斗とメンブランフィルター(ADVANTEC製5C 100CIRCLES 125mm)を用いて、混合溶液を別の清潔なテフロン(登録商標)容器に移し、イオン交換水を用いてテフロン(登録商標)漏斗およびメンブランフィルターを10回洗浄した。   Then, using a Teflon (registered trademark) funnel and a membrane filter (5C 100CIRCLES 125 mm manufactured by ADVANTEC), the mixed solution was transferred to another clean Teflon (registered trademark) container, and Teflon (registered trademark) funnel was used using ion-exchanged water. And the membrane filter was washed 10 times.

得られた結晶を顕微鏡観察およびEPMA(日本電子株式会社、JXA−8900M)で観察し、更に、EPMA(日本電子株式会社、JXA−8900M)にて成分分析を行い、X線回折装置(RIGAKU、SmartLab)で結晶の回折ピークを確認し、二硫化モリブデン結晶と同定した。顕微鏡観察画像を図1、図2に示す。図3の不定形結晶、図4の三角結晶は、共に層状結晶であった。また。得られた結晶は、全て、二硫化モリブデン層状結晶であった。   The obtained crystal is observed under a microscope and EPMA (JEOL Ltd., JXA-8900M), and further component analysis is performed with EPMA (JEOL Ltd., JXA-8900M), and an X-ray diffractometer (RIGAKU, The crystal diffraction peak was confirmed by SmartLab), and the crystal was identified as a molybdenum disulfide crystal. Images observed by a microscope are shown in FIGS. 1 and 2. The amorphous crystal in FIG. 3 and the triangular crystal in FIG. 4 were both layered crystals. Also. All the obtained crystals were molybdenum disulfide layered crystals.

表2は、本発明の結晶含有ガラスのその他の例である。   Table 2 is another example of the crystal-containing glass of the present invention.

Figure 2019013098
Figure 2019013098

No.1〜13のガラスを表2の割合になるように、300gのガラス原料を調合し、更に、結晶形成元素原料を表2に示す割合で、また還元成分としてCを適量添加し、擂潰機で20分間混合してガラス原料を得た。次に、ガラス原料をアルミナ磁性坩堝に入れ、表2に示す条件で溶融と結晶析出を行い、結晶含有ガラスを得た。   No. 300 g of glass raw materials were blended so that the glasses 1 to 13 had the proportions shown in Table 2, and further the crystal forming element raw materials were added at the proportions shown in Table 2 and an appropriate amount of C as a reducing component was added. And mixed for 20 minutes to obtain a glass raw material. Next, the glass raw material was put into an alumina magnetic crucible and melted and crystallized under the conditions shown in Table 2 to obtain glass containing crystals.

その後、実施例1の方法と同様の方法により、得られた結晶含有ガラス中から結晶を分離、同定し、表2に示した結晶を得た。各試料から得られた結晶はいずれも遷移金属カルコゲン層状結晶であった。   Then, crystals were separated and identified from the obtained crystal-containing glass by the same method as in Example 1, and the crystals shown in Table 2 were obtained. The crystals obtained from each sample were all transition metal chalcogen lamellar crystals.

このように、本発明を用いると、次世代材料として有用な遷移金属カルコゲン層状結晶とガラスを組み合わせた複合材料を得ることが可能であり、更に、遷移金属カルコゲン層状結晶単体を特別な設備や手間なしに、低コストで容易に得ることが可能である。   Thus, by using the present invention, it is possible to obtain a composite material combining a transition metal chalcogen layered crystal and glass useful as a next-generation material. It can be easily obtained at low cost.

遷移金属カルコゲン層状結晶は、多数ある遷移金属原子とカルコゲン原子の組み合わせによって、半導体から金属、超伝導体などの様々な機能を発現できる。そのため、遷移金属カルコゲン層状結晶とガラスを組み合わせた複合材料および遷移金属カルコゲン層状結晶は、柔軟性や透明性を持つ光電子素子や超低エネルギー消費な電子素子などへの応用が期待できる。   A layered crystal of transition metal chalcogen can exhibit various functions such as a semiconductor, a metal, and a superconductor by combining a large number of transition metal atoms and chalcogen atoms. Therefore, the composite material in which the transition metal chalcogenide layered crystal and glass are combined and the transition metal chalcogenide layered crystal can be expected to be applied to optoelectronic devices having flexibility and transparency and electronic devices with ultra-low energy consumption.

Claims (9)

結晶含有ガラスであって、遷移金属カルコゲナイド層状結晶を含むことを特徴とする結晶含有ガラス。   A crystal-containing glass, comprising a transition metal chalcogenide layered crystal. 遷移金属カルコゲナイド層状結晶が、結晶含有ガラス全体の0.01質量%以上であることを特徴とする請求項1に記載の結晶含有ガラス。   The crystal-containing glass according to claim 1, wherein the transition metal chalcogenide layered crystal is 0.01% by mass or more of the entire crystal-containing glass. ガラス組成として、Mxy(Mは遷移金属原子のいずれか)及びZ(ZはS、Se、Te、Poのいずれか)を含有することを特徴とする請求項1または2に記載の結晶含有ガラス。The glass composition containing M x O y (M is any of transition metal atoms) and Z (Z is any of S, Se, Te, and Po), The glass composition according to claim 1 or 2, Crystal-containing glass. ガラス組成として、質量%で、SiO 60〜80%、Al 0〜10%、B 0〜5%、RO(LiO+NaO+KOの合量) 5〜25%、更に、Mxy(Mは遷移金属原子のいずれか)及びZ(ZはS、Se、Te、Poのいずれか)を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の結晶含有ガラス。As a glass composition, in mass%, SiO 2 60~80%, Al 2 O 3 0~10%, B 2 O 3 0~5%, R 2 O (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O in total amount) 5 25%, further containing M x O y (M is any of transition metal atoms) and Z (Z is any of S, Se, Te and Po), and any of claims 1 to 3 characterized by the above-mentioned. The crystal-containing glass as described in 1. 遷移金属カルコゲナイド層状結晶が、MoSであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の結晶含有ガラス。The crystal-containing glass according to any one of claims 1 to 4, wherein the transition metal chalcogenide layered crystal is MoS 2 . 遷移金属原子及びカルコゲン原子を含むようにガラス原料を調製し、次にガラス原料を溶融し、溶融温度よりも低い温度で保持してガラス中に遷移金属カルコゲナイド層状結晶を析出させることを特徴とする結晶含有ガラスの製造方法。   A glass raw material is prepared so as to contain a transition metal atom and a chalcogen atom, then the glass raw material is melted, and a transition metal chalcogenide layered crystal is precipitated in the glass by holding the glass raw material at a temperature lower than the melting temperature. Method for producing crystal-containing glass. 請求項1〜5のいずれかに記載の結晶含有ガラスから、ガラスと遷移金属カルコゲナイド層状結晶を分離し、遷移金属カルコゲナイド層状結晶を得ることを特徴とする遷移金属カルコゲナイド層状結晶の製造方法。   A method for producing a transition metal chalcogenide layered crystal, comprising separating the glass and the transition metal chalcogenide layered crystal from the crystal-containing glass according to any one of claims 1 to 5 to obtain a transition metal chalcogenide layered crystal. 酸により、ガラスと遷移金属カルコゲナイド層状結晶とを分離することを特徴とする請求項7に記載の遷移金属カルコゲナイド層状結晶の製造方法。   The method for producing a transition metal chalcogenide layered crystal according to claim 7, wherein the glass and the transition metal chalcogenide layered crystal are separated with an acid. 請求項1〜5のいずれかに記載の結晶含有ガラスを含む電子素子。   An electronic device comprising the crystal-containing glass according to claim 1.
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