[发明专利]C12A7电子化合物的薄膜的制造方法及C12A7电子化合物的薄膜

说明书

技术领域

本发明涉及C12A7电子化合物的薄膜的制造方法及C12A7电子化合物的薄膜。

背景技术

结晶质C12A7具有由12CaO·7Al₂O₃(以下称为“C12A7”)表示的代表组成，并具有包含三维连接的直径约0.4nm的空隙(笼(ケージ))的特征性晶体结构。构成该笼的骨架带有正电荷，每个晶胞内形成12个笼。为了满足晶体的电中性条件，该笼的1/6被氧离子占据。但是，该笼内的氧离子具有与构成骨架的其他氧离子不同的化学特性，因此，特别地称为游离氧离子。结晶质C12A7也表示为[Ca₂₄Al₂₈O₆₄]⁴⁺·2O^2-(非专利文献1)。

另外，作为结晶质C12A7的同形化合物，已知有12SrO·7Al₂O₃(以下记作S12A7)，还存在具有任意的Ca与Sr的混合比的、C12A7与S12A7的混晶化合物(非专利文献2)。

细野等人发现，将结晶质C12A7的粉末或其烧结体在H₂气氛中进行热处理，使H^-离子包合在笼中，接着照射紫外光，由此，使电子包合在笼中，能够在室温下诱发永久性的导电性(专利文献1)。该包合的电子被宽松地约束在笼中，能够在晶体中自由地活动。因此，该结晶质C12A7显示出导电性。

将这样的具有导电性的结晶质C12A7特别地称为结晶质C12A7电子化合物。结晶质C12A7电子化合物具有约2.4eV这样极低的功函数，因此，期待其在用于冷电子发射源和有机EL元件的电子注入电极、或利用化学反应的还原剂等中的应用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第WO2005/000741号

非专利文献

非专利文献1：F.M.Lea,C.H.Desch,The Chemistry of Cement and Concrete,2nd ed.,p.52,Edward Arnold&Co.,London,1956

非专利文献2：O.Yamaguchi,A.Narai,K.Shimizu,J.Am.Ceram.Soc.1986,69,C36.

发明内容

发明所要解决的问题

结晶质C12A7电子化合物的块体通常通过将结晶质C12A7电子化合物的粉末在高温的还原气氛下进行烧结处理来制造(专利文献1)。该烧结处理的温度例如为约1200℃。

但是，这种现有的方法虽然作为块状的结晶质C12A7电子化合物的制造方法是有效的，但有时不适合作为薄膜状的结晶质C12A7电子化合物的制造方法。

即，对于需要在例如1200℃以上这样的高温下进行处理的现有方法而言，在想要制造结晶质C12A7电子化合物的薄膜的情况下，作为薄膜的支撑基板的材料局限于极少的一部分耐热材料。结果，产生薄膜与基板的组合的种类显著受限的问题。

例如，各种电气装置和/或元件中经常使用玻璃基板作为具有通用性的基板。但是，通用的玻璃基板的耐热温度至高为约700℃，对于现有方法而言，由于玻璃基板的耐热温度的关系，难以玻璃基板上形成结晶质C12A7电子化合物的薄膜。

因此，为了避免或抑制这样的问题，迫切需要能够在低的工艺温度下制造C12A7电子化合物的薄膜的技术。

本发明鉴于这样的背景而完成，本发明的目的在于提供能够在较低的工艺温度下制造C12A7电子化合物的薄膜的方法。

用于解决问题的手段

本发明人发现了与结晶质C12A7电子化合物的薄膜不同的、新的非晶质的薄膜及其制造方法。

本发明中，提供一种C12A7电子化合物的薄膜的制造方法，其特征在于，

使用电子密度为2.0×10¹⁸cm^-3～2.3×10²¹cm^-3的结晶质C12A7电子化合物的靶，在低氧分压的气氛下利用气相蒸镀法在基板上进行成膜，由此形成非晶质C12A7电子化合物的薄膜。

在此，本发明的制造方法中，所述靶可以进行表面研磨处理。

另外，本发明的制造方法中，所述气相蒸镀法可以为溅射法。