JPH08260150A - グラファイト層の形成方法、該方法によって形成されたグラファイト層を有するｘ線光学素子及びｘ線光学素子の製造方法 - Google Patents
グラファイト層の形成方法、該方法によって形成されたグラファイト層を有するｘ線光学素子及びｘ線光学素子の製造方法Info
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- JPH08260150A JPH08260150A JP7058732A JP5873295A JPH08260150A JP H08260150 A JPH08260150 A JP H08260150A JP 7058732 A JP7058732 A JP 7058732A JP 5873295 A JP5873295 A JP 5873295A JP H08260150 A JPH08260150 A JP H08260150A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract
(57)【要約】
【目的】Ｘ線光学素子として使用できる高配向性を有す
るグラファイト結晶層を形成する方法を提供することを
目的とする。 【構成】ガラス質ないし結晶質の基体表面に形成されて
いる金属薄膜の上に化学気相堆積法によりグラファイト
層を形成することを特徴とするグラファイト層の形成方
法である。
るグラファイト結晶層を形成する方法を提供することを
目的とする。 【構成】ガラス質ないし結晶質の基体表面に形成されて
いる金属薄膜の上に化学気相堆積法によりグラファイト
層を形成することを特徴とするグラファイト層の形成方
法である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエックス（Ｘ）線分光、
中性子線分光、或は、これらの放射線に関する光学系に
必要な放射線光学素子に用いられる黒鉛結晶素子の形成
方法、該方法で得られた黒鉛結晶素子を用いたＸ線光学
素子及びその製造方法に関する。
中性子線分光、或は、これらの放射線に関する光学系に
必要な放射線光学素子に用いられる黒鉛結晶素子の形成
方法、該方法で得られた黒鉛結晶素子を用いたＸ線光学
素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線分光器、Ｘ線顕微鏡、Ｘ線露光機等
のＸ線光学機器に用いられる光学素子は、表面にすれす
れの角度で入射するＸ線の全反射を利用する場合もある
ものの、多くの場合には結晶のブラッグ反射を用いるも
のである。このブラッグ反射を用いるためには、光学素
子の結晶は結晶構造が完全であること、必要な大きさの
結晶であること、Ｘ線に対する吸収が小さいこと、更に
は球面や非球面の必要な形状に成形することができるこ
と等が必要である。黒鉛はＸ線に対する吸収が小さく、
その点ではＸ線光学素子用の材料としては適しているこ
とが知られている。しかしながら、天然の黒鉛単結晶で
は必要な面積のものは得ることができない。そこで、人
工的に必要な大きさと結晶性を持った結晶を得る努力が
なされた結果、いくつかのものが実現されている。
のＸ線光学機器に用いられる光学素子は、表面にすれす
れの角度で入射するＸ線の全反射を利用する場合もある
ものの、多くの場合には結晶のブラッグ反射を用いるも
のである。このブラッグ反射を用いるためには、光学素
子の結晶は結晶構造が完全であること、必要な大きさの
結晶であること、Ｘ線に対する吸収が小さいこと、更に
は球面や非球面の必要な形状に成形することができるこ
と等が必要である。黒鉛はＸ線に対する吸収が小さく、
その点ではＸ線光学素子用の材料としては適しているこ
とが知られている。しかしながら、天然の黒鉛単結晶で
は必要な面積のものは得ることができない。そこで、人
工的に必要な大きさと結晶性を持った結晶を得る努力が
なされた結果、いくつかのものが実現されている。
【０００３】例えばアメリカのユニオンカ−バイト社か
らはＣＡＰＧ（Compression-annealed pyrographite）
として人工黒鉛が商品化されている。この人工黒鉛は炭
化水素の高温熱分解堆積物を原料とし、これを加圧しな
がら３６００℃と言う高温で長時間焼鈍することによっ
て作成されている。また、松下電器（株）からス−パ−
グラファイトの名前で、ポリオキサジアゾ−ル或いはポ
リイミド等の高分子の薄膜を２８００℃程度で、加熱分
解して得た結晶性の高い黒鉛を商品化されている。これ
らのものではグラファイト結晶の作成に何れも高い温度
と圧力での長時間の処理を必要としている。このように
従来のグラファイト結晶の作成法では、３０００℃近い
高い温度での加圧処理を必要としており、従って、グラ
ファイト結晶作成のための設備として特殊かつ高価なも
のが必要であるだけなく、作成に必要な電力その他のユ
−ティリティにかかる費用も大きくなる。これが製品の
価格にも直接反映して幅広い応用を妨げる原因ともなっ
ている。
らはＣＡＰＧ（Compression-annealed pyrographite）
として人工黒鉛が商品化されている。この人工黒鉛は炭
化水素の高温熱分解堆積物を原料とし、これを加圧しな
がら３６００℃と言う高温で長時間焼鈍することによっ
て作成されている。また、松下電器（株）からス−パ−
グラファイトの名前で、ポリオキサジアゾ−ル或いはポ
リイミド等の高分子の薄膜を２８００℃程度で、加熱分
解して得た結晶性の高い黒鉛を商品化されている。これ
らのものではグラファイト結晶の作成に何れも高い温度
と圧力での長時間の処理を必要としている。このように
従来のグラファイト結晶の作成法では、３０００℃近い
高い温度での加圧処理を必要としており、従って、グラ
ファイト結晶作成のための設備として特殊かつ高価なも
のが必要であるだけなく、作成に必要な電力その他のユ
−ティリティにかかる費用も大きくなる。これが製品の
価格にも直接反映して幅広い応用を妨げる原因ともなっ
ている。
【０００４】これとは別にグラファイトの薄膜を作成す
る技術が報告されている。例えば、本発明者らによって
ニッケル、コバルト、白金、パラジウム等の金属結晶を
基板とした化学気層堆積法（ＣＶＤ）により、適当な原
料を用いることにより低温で高配向性グラファイトを生
成させることが見出されている（特願平５−６４９４６
号参照）。この場合、ここで用いる金属はグラファイト
化の触媒作用があるものということができる。ＣＶＤ法
によれば、より低価格で簡便にグラファイトを作成する
ことができるが、基板としてグラファイト化に触媒作用
のあるニッケル、コバルト、白金、パラジウム等の金属
を用いる必要がある。しかし、基板に用いるこれらの金
属の熱膨張係数は１×１０5程度の大きな値であるのに
対して、グラファイトの網面内の熱膨張係数は１×１０
6以下の小さな値であることから、ＣＶＤ法により堆積
したグラファイト薄膜全体は、室温に戻す間に熱膨張係
数の差により激しく変形してしまう。その結果、個々の
結晶子の結晶性は良いものの、薄膜全体としての配向性
は劣化してしまい、結晶子の配向で程度を示すＸ線ロッ
キングカ−ブの半価幅は弧度で数度の程度に成ってしま
うという欠点があった。。
る技術が報告されている。例えば、本発明者らによって
ニッケル、コバルト、白金、パラジウム等の金属結晶を
基板とした化学気層堆積法（ＣＶＤ）により、適当な原
料を用いることにより低温で高配向性グラファイトを生
成させることが見出されている（特願平５−６４９４６
号参照）。この場合、ここで用いる金属はグラファイト
化の触媒作用があるものということができる。ＣＶＤ法
によれば、より低価格で簡便にグラファイトを作成する
ことができるが、基板としてグラファイト化に触媒作用
のあるニッケル、コバルト、白金、パラジウム等の金属
を用いる必要がある。しかし、基板に用いるこれらの金
属の熱膨張係数は１×１０5程度の大きな値であるのに
対して、グラファイトの網面内の熱膨張係数は１×１０
6以下の小さな値であることから、ＣＶＤ法により堆積
したグラファイト薄膜全体は、室温に戻す間に熱膨張係
数の差により激しく変形してしまう。その結果、個々の
結晶子の結晶性は良いものの、薄膜全体としての配向性
は劣化してしまい、結晶子の配向で程度を示すＸ線ロッ
キングカ−ブの半価幅は弧度で数度の程度に成ってしま
うという欠点があった。。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明者らはＣ
ＶＤ法を用いて低温で高配向性のグラファイト結晶層を
作成すべく種々検討した結果、ＣＶＤの基板として、熱
膨張係数の小さな材料から成る薄板の表面にニッケル等
の金属薄膜を設置したものを用い、この金属薄膜上にＣ
ＶＤ法によってグラファイト結晶層を用い堆積すること
によって高配向性のグラファイト結晶層を得ることを見
出し本発明を完成したもので、本発明の目的は高配向性
のグラファイト結晶層の形成方法であり、また、該方法
によって形成されたグラファイト層を有するＸ線光学素
子及びその製造法を提供することである。
ＶＤ法を用いて低温で高配向性のグラファイト結晶層を
作成すべく種々検討した結果、ＣＶＤの基板として、熱
膨張係数の小さな材料から成る薄板の表面にニッケル等
の金属薄膜を設置したものを用い、この金属薄膜上にＣ
ＶＤ法によってグラファイト結晶層を用い堆積すること
によって高配向性のグラファイト結晶層を得ることを見
出し本発明を完成したもので、本発明の目的は高配向性
のグラファイト結晶層の形成方法であり、また、該方法
によって形成されたグラファイト層を有するＸ線光学素
子及びその製造法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、ガラス
質ないし結晶質の基体表面に形成されている金属薄膜の
上に化学気相堆積法によりグラファイト層を形成するこ
とを特徴とするグラファイト層の形成方法、ガラス質な
いし結晶質等の基体表面に設けられた金属薄膜上に化学
気相堆積法により形成されたグラファイト層を有するＸ
線光学素子及び有機物を原料とした化学気相堆積法を用
いて１５００度以下の温度で、基板上にグラファイト層
を形成することを特徴とするＸ線光学素子の製造方法で
ある。
質ないし結晶質の基体表面に形成されている金属薄膜の
上に化学気相堆積法によりグラファイト層を形成するこ
とを特徴とするグラファイト層の形成方法、ガラス質な
いし結晶質等の基体表面に設けられた金属薄膜上に化学
気相堆積法により形成されたグラファイト層を有するＸ
線光学素子及び有機物を原料とした化学気相堆積法を用
いて１５００度以下の温度で、基板上にグラファイト層
を形成することを特徴とするＸ線光学素子の製造方法で
ある。
【０００７】
【作用】本発明においては、ＣＶＤの基板として、ガラ
ス質ないし結晶質の熱膨張係数の小さな材料から成る基
体表面にニッケル、コバルト、白金、パラヂウム等の金
属薄膜を設置したものを用いるため金属薄膜の熱膨張に
基づく変形が、熱膨張係数の小さな材料から成る基体の
影響を受けて小さく、その結果、室温に戻したときに、
基板とグラファイト結晶層との間の熱膨張の大きさの差
による劣化が少なく、結晶子同志は高い配向性を保った
ままであるので高配向性のグラファイト結晶層が得られ
るものと思料する。
ス質ないし結晶質の熱膨張係数の小さな材料から成る基
体表面にニッケル、コバルト、白金、パラヂウム等の金
属薄膜を設置したものを用いるため金属薄膜の熱膨張に
基づく変形が、熱膨張係数の小さな材料から成る基体の
影響を受けて小さく、その結果、室温に戻したときに、
基板とグラファイト結晶層との間の熱膨張の大きさの差
による劣化が少なく、結晶子同志は高い配向性を保った
ままであるので高配向性のグラファイト結晶層が得られ
るものと思料する。
【０００８】本発明のグラファイト層の形成方法につい
て説明する。グラファイト層を形成する原料としては一
酸化炭素、或いは、メタン、エタン、ベンゼン、ナフタ
レン、アンスラセン等の脂肪族もしくは芳香族炭化水
素、その他の有機化合物等特に限定されるものではない
が、特に２−メチル−１，２’−ナフチルケトンないし
その誘導体が好ましい原料である。また、この方法おい
て使用されるガラス質ないし結晶質の熱膨張係数の小さ
な基体としてはアルミナ、石英、弗化カルシウム等であ
り、特にアルミナ単結晶は好ましい基体である。その厚
さについては特に制限は無く、例えば０．３ｍｍ以上程
度のものが用いられる。一方、金属薄膜として使用でき
る金属は、ＣＶＤ法において触媒的作用を有すると考え
られるニッケル、コバルト、白金、パラヂウム等の金属
またはこれらの金属を主体とする合金であり、この金属
薄膜の厚さとしては１０〜５００ｎｍであり、特に好ま
しい厚さとしては約１００ｎｍ程度である。金属薄膜が
１０ｎｍ以下のような余り薄いと、金属薄膜が凝集して
薄膜として使用できなくなる。この金属薄膜をガラス質
ないし結晶質の基体上に金属薄膜を設ける手段としては
通常蒸着によって行われるため５００ｎｍを超える厚さ
の金属薄膜を設けることは容易ではないのみならず、厚
くしても得られるグラファイト結晶層に特に優れた特性
を生じるものではなく、却って金属板に堆積する場合と
異ならなくなる。
て説明する。グラファイト層を形成する原料としては一
酸化炭素、或いは、メタン、エタン、ベンゼン、ナフタ
レン、アンスラセン等の脂肪族もしくは芳香族炭化水
素、その他の有機化合物等特に限定されるものではない
が、特に２−メチル−１，２’−ナフチルケトンないし
その誘導体が好ましい原料である。また、この方法おい
て使用されるガラス質ないし結晶質の熱膨張係数の小さ
な基体としてはアルミナ、石英、弗化カルシウム等であ
り、特にアルミナ単結晶は好ましい基体である。その厚
さについては特に制限は無く、例えば０．３ｍｍ以上程
度のものが用いられる。一方、金属薄膜として使用でき
る金属は、ＣＶＤ法において触媒的作用を有すると考え
られるニッケル、コバルト、白金、パラヂウム等の金属
またはこれらの金属を主体とする合金であり、この金属
薄膜の厚さとしては１０〜５００ｎｍであり、特に好ま
しい厚さとしては約１００ｎｍ程度である。金属薄膜が
１０ｎｍ以下のような余り薄いと、金属薄膜が凝集して
薄膜として使用できなくなる。この金属薄膜をガラス質
ないし結晶質の基体上に金属薄膜を設ける手段としては
通常蒸着によって行われるため５００ｎｍを超える厚さ
の金属薄膜を設けることは容易ではないのみならず、厚
くしても得られるグラファイト結晶層に特に優れた特性
を生じるものではなく、却って金属板に堆積する場合と
異ならなくなる。
【０００９】本発明において、金属薄膜上にグラファイ
ト結晶層を堆積するＣＶＤ法を行う条件としては、１５
００度以下の温度、特に好ましくは７００〜１０００℃
の温度範囲で行うことができ、また、その雰囲気として
は、真空ないし２１０Ｐａ以下の圧力の非酸化性ガスで
行うことが好ましい。また、先に述べたように金属薄膜
が余り薄いと、金属薄膜が凝集して薄膜として使用でき
なくなるが、触媒金属薄膜の下に炭素質薄膜を置くこと
によって金属薄膜の凝集を防ぐことができる。使用する
炭素質薄膜の厚さは平均的に０．３ｎｍ以上あれば良
く、この上に蒸着する金属の凝集しようとする力に対抗
するに十分なだけ基体である絶縁物と密着していること
が必要である。そのためには炭素質薄膜ＣＶＤの際の基
体の温度が少なくとも３００℃であることが必要であ
る。このようにガラス質ないし結晶質の絶縁物からなる
基体表面に炭素質の薄膜の層を形成することにより、１
０ｎｍ以下の薄い触媒金属薄膜においても、昇温による
金属の凝集を防ぎ、平滑かつ均一なグラファイト結晶層
を形成することができる。
ト結晶層を堆積するＣＶＤ法を行う条件としては、１５
００度以下の温度、特に好ましくは７００〜１０００℃
の温度範囲で行うことができ、また、その雰囲気として
は、真空ないし２１０Ｐａ以下の圧力の非酸化性ガスで
行うことが好ましい。また、先に述べたように金属薄膜
が余り薄いと、金属薄膜が凝集して薄膜として使用でき
なくなるが、触媒金属薄膜の下に炭素質薄膜を置くこと
によって金属薄膜の凝集を防ぐことができる。使用する
炭素質薄膜の厚さは平均的に０．３ｎｍ以上あれば良
く、この上に蒸着する金属の凝集しようとする力に対抗
するに十分なだけ基体である絶縁物と密着していること
が必要である。そのためには炭素質薄膜ＣＶＤの際の基
体の温度が少なくとも３００℃であることが必要であ
る。このようにガラス質ないし結晶質の絶縁物からなる
基体表面に炭素質の薄膜の層を形成することにより、１
０ｎｍ以下の薄い触媒金属薄膜においても、昇温による
金属の凝集を防ぎ、平滑かつ均一なグラファイト結晶層
を形成することができる。
【００１０】次に、本発明のＸ線光学素子について説明
する。上述の方法によって得られたグラファイト層を有
する積層体をＸ線光学素子として使用する。本発明にか
かるＸ線光学素子を図１に示す。図１においてグラファ
イト結晶層１はガラスないし結晶質の絶縁体からなる基
体３の表面上に設けられた金属薄膜２上にＣＶＤ法によ
り堆積、形成されている。光学素子として使用する際の
グラファイト結晶層の厚さとしては用いるＸ線の波長に
もよるが１μｍ以上である。そして、グラファイト結晶
層は高配向性であるため、本発明のＸ線光学素子は、高
い反射率の特性を示す。更に本発明のＸ線光学素子の特
徴点としては、曲面のグラファイト結晶層を有するＸ線
光学素子とすることができる点である。即ち、本発明で
使用するアルミナ等の基体材料は、その表面を研磨等に
より必要な形状に精密に加工することができる。その結
果、必要な形状に表面成形した基体材料を用いると、そ
の形状に従ったグラファイト層を得ることができる。例
えば、基体の表面が曲面をなしている場合には、金属薄
膜も曲面とすることができ、その上に堆積したグラファ
イト結晶層は曲面である。これを用いたＸ線光学素子は
集束性のよい集束ミラ−として使用することができる。
Ｘ線光学素子の製造方法における製造条件は、先に述べ
たグラファイト層の形成方法における条件と異ならな
い。
する。上述の方法によって得られたグラファイト層を有
する積層体をＸ線光学素子として使用する。本発明にか
かるＸ線光学素子を図１に示す。図１においてグラファ
イト結晶層１はガラスないし結晶質の絶縁体からなる基
体３の表面上に設けられた金属薄膜２上にＣＶＤ法によ
り堆積、形成されている。光学素子として使用する際の
グラファイト結晶層の厚さとしては用いるＸ線の波長に
もよるが１μｍ以上である。そして、グラファイト結晶
層は高配向性であるため、本発明のＸ線光学素子は、高
い反射率の特性を示す。更に本発明のＸ線光学素子の特
徴点としては、曲面のグラファイト結晶層を有するＸ線
光学素子とすることができる点である。即ち、本発明で
使用するアルミナ等の基体材料は、その表面を研磨等に
より必要な形状に精密に加工することができる。その結
果、必要な形状に表面成形した基体材料を用いると、そ
の形状に従ったグラファイト層を得ることができる。例
えば、基体の表面が曲面をなしている場合には、金属薄
膜も曲面とすることができ、その上に堆積したグラファ
イト結晶層は曲面である。これを用いたＸ線光学素子は
集束性のよい集束ミラ−として使用することができる。
Ｘ線光学素子の製造方法における製造条件は、先に述べ
たグラファイト層の形成方法における条件と異ならな
い。
【００１１】グラファイト薄膜の形成もしくはＸ線光学
素子の製造の際に使用するＣＶＤ装置の模式図を次ぎに
示す。図２において、石英製の反応管４の中にライナ−
管４１を載置し、このライナ−管４１内に、原料容器６
に入れた原料５を置き、これと距離を置いてグラファイ
ト層を堆積する基板３を同じくライナ−管内に置く。ラ
イナ−管４１は反応によって反応管内壁に析出物が付着
し変質するのを防ぐために設けるのであって、これは反
応を行う毎に清浄なものと交換する。ライナ−管４１中
に設置した原料５の温度は電気炉７により調節し、その
蒸気量を制御した。同じライナ−管４１中に設置した基
板３の温度は電気炉７’により制御した。反応管４の一
端は流量制御装置９に連なっており、反応管４内の雰囲
気を不活性ガスとする場合、そのガスの流量をコントロ
−ルする。また、他のＣＶＤ装置として図３を示す。図
３において、反応管４の一端は流量制御装置９に連なっ
ており、他端の排気側に排気速度をコントロ−ルするた
めのニ−ドルバルブ１０を介して真空排気ポンプ１１を
接続し、反応管４の中の雰囲気を減圧状態にしたＣＶＤ
装置であり、この装置を使用しても同様に配向性の良い
グラファイトが得られた。次に真空雰囲気下でＣＶＤを
行う装置を図４に示す。図４において、石英製の反応管
４の一端は封じ、他端は高真空排気装置１２につないで
あり、他の点は前述の図２に示す装置と異ならない。な
お、反応管の原料設置側を封じることが好ましい。この
装置を使用しても同様に配向性の良いグラファイトが得
られた。以下、実施例をもって、更に具体的に本発明に
ついて説明する。
素子の製造の際に使用するＣＶＤ装置の模式図を次ぎに
示す。図２において、石英製の反応管４の中にライナ−
管４１を載置し、このライナ−管４１内に、原料容器６
に入れた原料５を置き、これと距離を置いてグラファイ
ト層を堆積する基板３を同じくライナ−管内に置く。ラ
イナ−管４１は反応によって反応管内壁に析出物が付着
し変質するのを防ぐために設けるのであって、これは反
応を行う毎に清浄なものと交換する。ライナ−管４１中
に設置した原料５の温度は電気炉７により調節し、その
蒸気量を制御した。同じライナ−管４１中に設置した基
板３の温度は電気炉７’により制御した。反応管４の一
端は流量制御装置９に連なっており、反応管４内の雰囲
気を不活性ガスとする場合、そのガスの流量をコントロ
−ルする。また、他のＣＶＤ装置として図３を示す。図
３において、反応管４の一端は流量制御装置９に連なっ
ており、他端の排気側に排気速度をコントロ−ルするた
めのニ−ドルバルブ１０を介して真空排気ポンプ１１を
接続し、反応管４の中の雰囲気を減圧状態にしたＣＶＤ
装置であり、この装置を使用しても同様に配向性の良い
グラファイトが得られた。次に真空雰囲気下でＣＶＤを
行う装置を図４に示す。図４において、石英製の反応管
４の一端は封じ、他端は高真空排気装置１２につないで
あり、他の点は前述の図２に示す装置と異ならない。な
お、反応管の原料設置側を封じることが好ましい。この
装置を使用しても同様に配向性の良いグラファイトが得
られた。以下、実施例をもって、更に具体的に本発明に
ついて説明する。
【００１２】
実施例１ 図２に示したＣＶＤ装置を使用して、グラファイト薄膜
を形成した。ＣＶＤの原料５として下記の化学式を有す
る２−メチル１、２’−ナフチルケトンを使用した。
を形成した。ＣＶＤの原料５として下記の化学式を有す
る２−メチル１、２’−ナフチルケトンを使用した。
【００１３】
【化１】
【００１４】グラファイト薄膜を形成する基板３は、鏡
面研磨したアルミナ単結晶（０００１）面（ｃ−面）上
にＮｉを１００ｎｍの厚さに蒸着したものを使用した。
反応管内の雰囲気ガスとして、高純度アルゴンガスを流
量制御器９によって供給した。原料５を設置した部分の
温度は、４００℃に設定、高純度Ａｒガスは毎分３００
ｃｃの割合で流し５時間反応させたところ、基板８の表
面に約１ミクロンの厚さの鏡面状で黒色金属的光沢を示
す薄膜が堆積した。この薄膜についてラマン散乱スペク
トルを測定したところ、図５に示すように結晶性グラフ
ァイトに特徴的なスペクトルが得られ、該物質の薄膜が
堆積したことが分かった。更にこの薄膜に対してＸ線回
析測定を行った。結晶の格子面感覚を測定するための２
結晶θ−２θ測定から、面間隔０．３３５４ｎｍと標準
的な単結晶グラファイトと同じ値が得られた。さらにこ
の薄膜を構成している結晶子の配向性を調べるためにＸ
線ロッキングカ−ブを測定したところ、図６に示すよう
に回析ピ−クの半価幅が弧度０．１６度と大変狭く、従
来法で作られた市販されているものより小さく、配向性
が非常に高いことを示している。なお、比較のため、基
板としてＮｉ金属板を使用し、同様のＣＶＤ装置で同じ
ような条件下でグラファイト薄膜を形成した。得られた
グラファイト薄膜をＸ線ロッキングカ−ブで測定したと
ころ図７に示すように配向性は低かった。
面研磨したアルミナ単結晶（０００１）面（ｃ−面）上
にＮｉを１００ｎｍの厚さに蒸着したものを使用した。
反応管内の雰囲気ガスとして、高純度アルゴンガスを流
量制御器９によって供給した。原料５を設置した部分の
温度は、４００℃に設定、高純度Ａｒガスは毎分３００
ｃｃの割合で流し５時間反応させたところ、基板８の表
面に約１ミクロンの厚さの鏡面状で黒色金属的光沢を示
す薄膜が堆積した。この薄膜についてラマン散乱スペク
トルを測定したところ、図５に示すように結晶性グラフ
ァイトに特徴的なスペクトルが得られ、該物質の薄膜が
堆積したことが分かった。更にこの薄膜に対してＸ線回
析測定を行った。結晶の格子面感覚を測定するための２
結晶θ−２θ測定から、面間隔０．３３５４ｎｍと標準
的な単結晶グラファイトと同じ値が得られた。さらにこ
の薄膜を構成している結晶子の配向性を調べるためにＸ
線ロッキングカ−ブを測定したところ、図６に示すよう
に回析ピ−クの半価幅が弧度０．１６度と大変狭く、従
来法で作られた市販されているものより小さく、配向性
が非常に高いことを示している。なお、比較のため、基
板としてＮｉ金属板を使用し、同様のＣＶＤ装置で同じ
ような条件下でグラファイト薄膜を形成した。得られた
グラファイト薄膜をＸ線ロッキングカ−ブで測定したと
ころ図７に示すように配向性は低かった。
【００１５】ＣＶＤの際の、基板設置部の温度を各種変
えてみたところ、６００℃以上であれば配向性の高いグ
ラファイトが得られることが分かった。即ち、本発明に
よれば、触媒作用のある金属を薄く蒸着した絶縁体基板
上に化学気相堆積法により、６００℃の低温まで配向性
の高い薄膜のグラファイトを生成することができる。同
様に触媒金属の種類と厚さを各種変えてみたところ、Ｎ
ｉ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｐｄ及びこれらの金属の内の少なくと
も１つが主たる成分である合金が好ましく、その厚さ
は、その基板を設置する温度で金属膜が均一な膜として
存在できる限り０．３ｎｍ以上であれば良いことが分か
った。しかしながら余りに薄い膜の場合、温度を上げる
と金属が凝集し、均一な膜の状態を保てなくなるので、
実用的には１０ｎｍ程度以上が好ましい。また余り金属
層が厚くなるとその熱膨張係数の効果が強くなり、配向
性の良いグラファイトが得られなくなるので、実用的に
は３００ｎｍ以下が好ましいことが分かった。
えてみたところ、６００℃以上であれば配向性の高いグ
ラファイトが得られることが分かった。即ち、本発明に
よれば、触媒作用のある金属を薄く蒸着した絶縁体基板
上に化学気相堆積法により、６００℃の低温まで配向性
の高い薄膜のグラファイトを生成することができる。同
様に触媒金属の種類と厚さを各種変えてみたところ、Ｎ
ｉ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｐｄ及びこれらの金属の内の少なくと
も１つが主たる成分である合金が好ましく、その厚さ
は、その基板を設置する温度で金属膜が均一な膜として
存在できる限り０．３ｎｍ以上であれば良いことが分か
った。しかしながら余りに薄い膜の場合、温度を上げる
と金属が凝集し、均一な膜の状態を保てなくなるので、
実用的には１０ｎｍ程度以上が好ましい。また余り金属
層が厚くなるとその熱膨張係数の効果が強くなり、配向
性の良いグラファイトが得られなくなるので、実用的に
は３００ｎｍ以下が好ましいことが分かった。
【００１６】実施例２ 図４に示した高真空下でＣＶＤを行う装置を用いてグラ
ファイト薄膜を形成した。原料や基板の設置は実例例１
の場合と同様である。すなわち、ＣＶＤの原料として２
−メチル１、２’−ナフチルケトンを用い、これを適当
な容器６に入れライナ−管中に設置し、電気炉７の温度
によりその蒸気量を制御した。同じライナ−管中に設置
した基板３の温度は電気炉７’により制御した。ここで
用いた基板は、鏡面研磨したアルミナ単結晶（０００
１）面（ｃ−面）上にＮｉを１００ｎｍの厚さに蒸着し
たものである。反応管４の開口端を高真空排気装置１２
につなぎ、反応管中を真空にした後、原料５を設置した
部分の温度を４００℃に設定し、基板設置部の温度を７
００℃に設定した。この条件で４時間反応させたところ
基板の表面に約１ミクロンの厚さの鏡面状で黒色金属的
光沢を示す薄膜が堆積した。この薄膜についてラマン散
乱スペクトルを測定したところ、実施例１と同様な結晶
性グラファイトに特徴的なスペクトルが得られ、該物質
の薄膜が堆積したことが分かった。更にこの薄膜に対し
てＸ線回析測定を行ったところ、実施例１の場合と同様
に単結晶グラファイトと同じ面間隔を持つことが分かっ
た。さらにこの薄膜を構成している結晶子の配向性を調
べるためにＸ線ロッキングカ−ブを測定したところ、回
析ピ−クの半価幅が弧度０．２度以下のたいへん狭い値
が得られ配向性も高いことが分かった。
ファイト薄膜を形成した。原料や基板の設置は実例例１
の場合と同様である。すなわち、ＣＶＤの原料として２
−メチル１、２’−ナフチルケトンを用い、これを適当
な容器６に入れライナ−管中に設置し、電気炉７の温度
によりその蒸気量を制御した。同じライナ−管中に設置
した基板３の温度は電気炉７’により制御した。ここで
用いた基板は、鏡面研磨したアルミナ単結晶（０００
１）面（ｃ−面）上にＮｉを１００ｎｍの厚さに蒸着し
たものである。反応管４の開口端を高真空排気装置１２
につなぎ、反応管中を真空にした後、原料５を設置した
部分の温度を４００℃に設定し、基板設置部の温度を７
００℃に設定した。この条件で４時間反応させたところ
基板の表面に約１ミクロンの厚さの鏡面状で黒色金属的
光沢を示す薄膜が堆積した。この薄膜についてラマン散
乱スペクトルを測定したところ、実施例１と同様な結晶
性グラファイトに特徴的なスペクトルが得られ、該物質
の薄膜が堆積したことが分かった。更にこの薄膜に対し
てＸ線回析測定を行ったところ、実施例１の場合と同様
に単結晶グラファイトと同じ面間隔を持つことが分かっ
た。さらにこの薄膜を構成している結晶子の配向性を調
べるためにＸ線ロッキングカ−ブを測定したところ、回
析ピ−クの半価幅が弧度０．２度以下のたいへん狭い値
が得られ配向性も高いことが分かった。
【００１７】また、実施例１と同様に、ＣＶＤでグラフ
ァイトを堆積させる際の、基板設置部の温度を各種変え
てみたところ、堆積温度が６００℃以上であれば配向性
の高いグラファイトが得られることが分かった。また触
媒金属の種類と厚さを各種変えてみたところ、Ｎｉ、Ｃ
ｏ、Ｐｔ、Ｐｄ及びこれらの金属の内の少なくとも１つ
が主たる成分である合金が好ましいこと、その厚さは、
その基板を設置する温度で金属膜が均一な膜として存在
できる限り０．３ｎｍ以上であれば良いことが分かっ
た。しかしながら余りに薄い膜の場合、温度を上げると
金属が凝集し、均一な膜の状態を保てなくなるので、実
用的には１０ｎｍ程度以上が好ましい。また余り金属層
が厚くなるとその熱膨張係数の効果が強くなり、配向性
の良いグラファイトが得られなくなるので、実用的には
３００ｎｍ以下が好ましいことが分かった。以上のよう
に本実施例によれば、触媒金属を薄く蒸着した絶縁体基
板上に化学気相堆積法により、１０００℃以下の低温で
配向性の高い薄膜のグラファイトを生成することができ
る。
ァイトを堆積させる際の、基板設置部の温度を各種変え
てみたところ、堆積温度が６００℃以上であれば配向性
の高いグラファイトが得られることが分かった。また触
媒金属の種類と厚さを各種変えてみたところ、Ｎｉ、Ｃ
ｏ、Ｐｔ、Ｐｄ及びこれらの金属の内の少なくとも１つ
が主たる成分である合金が好ましいこと、その厚さは、
その基板を設置する温度で金属膜が均一な膜として存在
できる限り０．３ｎｍ以上であれば良いことが分かっ
た。しかしながら余りに薄い膜の場合、温度を上げると
金属が凝集し、均一な膜の状態を保てなくなるので、実
用的には１０ｎｍ程度以上が好ましい。また余り金属層
が厚くなるとその熱膨張係数の効果が強くなり、配向性
の良いグラファイトが得られなくなるので、実用的には
３００ｎｍ以下が好ましいことが分かった。以上のよう
に本実施例によれば、触媒金属を薄く蒸着した絶縁体基
板上に化学気相堆積法により、１０００℃以下の低温で
配向性の高い薄膜のグラファイトを生成することができ
る。
【００１８】実施例３ 本実施例は構造が異なる基板を用いてＣＶＤを行った例
を示す。図６は本発明の一実施例において用いた基板の
構造を示す断面図である。この図で、３６はサファイア
単結晶の（００１）面基体であり、１３６は６００℃の
ＣＶＤで堆積させた厚さ１ｎｍのアモルファスないし多
結晶状の炭素薄膜層、２３６は電子ビ−ム蒸着で堆積さ
せた厚さ５ｎｍの白金相である。このような構造に作成
された基板を用いて、実施例１で示したと同様なＣＶＤ
によりグラファイト薄膜を堆積させた。５時間堆積反応
させた後、取り出して調べたところ、基板の表面にほぼ
均一な約１ミクロンの厚さの鏡面状で黒色金属的光沢を
示す薄膜が堆積していた。この薄膜についてラマン散乱
スペクトルを測定したところ、結晶性グラファイトに特
徴的なスペクトルが得られ、該物質の薄膜が堆積したこ
とが分かった。更にこの薄膜に対してＸ線回析測定を行
ったところ、面間隔０．３３５４ｎｍと得られ、標準的
な単結晶グラファイトと同じであることが分かった。ま
たロッキングカ−ブの半値幅も狭く配向性の良いグラフ
ァイト薄膜が堆積していることが分かった。
を示す。図６は本発明の一実施例において用いた基板の
構造を示す断面図である。この図で、３６はサファイア
単結晶の（００１）面基体であり、１３６は６００℃の
ＣＶＤで堆積させた厚さ１ｎｍのアモルファスないし多
結晶状の炭素薄膜層、２３６は電子ビ−ム蒸着で堆積さ
せた厚さ５ｎｍの白金相である。このような構造に作成
された基板を用いて、実施例１で示したと同様なＣＶＤ
によりグラファイト薄膜を堆積させた。５時間堆積反応
させた後、取り出して調べたところ、基板の表面にほぼ
均一な約１ミクロンの厚さの鏡面状で黒色金属的光沢を
示す薄膜が堆積していた。この薄膜についてラマン散乱
スペクトルを測定したところ、結晶性グラファイトに特
徴的なスペクトルが得られ、該物質の薄膜が堆積したこ
とが分かった。更にこの薄膜に対してＸ線回析測定を行
ったところ、面間隔０．３３５４ｎｍと得られ、標準的
な単結晶グラファイトと同じであることが分かった。ま
たロッキングカ−ブの半値幅も狭く配向性の良いグラフ
ァイト薄膜が堆積していることが分かった。
【００１９】実施例４ 本実施例は基板として表面が平面でなく、円柱面の一部
のような曲面を形成している基板を用いてＣＶＤを行っ
た例を示す。即ち、基板として、表面が円柱面の一部で
あるように鏡面研磨したアルミナ単結晶に、白金の薄層
を蒸着したものを用いた。使用した装置及びＣＶＤを行
った条件は実施例１に示した通りである。その結果、実
施例１の場合と同様に配向性の高いグラファイト薄膜が
基板の形状にならって堆積した。Ｘ線回析の結果、面間
隔０．３３５５ｎｍ程度、ロッキングカ−ブの半値幅
０．５度以下（結晶面が円柱面に曲がっているため、そ
の値が入っている）のグラファイト層であった。また、
アルミナ単結晶の面の形状を球面の一部であるように研
磨したものを用いて同様な条件でＣＶＤを行ったとこ
ろ、やはり配向性の高いグラファイト層が堆積した。同
様に、任意の表面形状の基板表面上に、基板面に並行に
炭素網面の広がった配向性の高いグラファイト薄膜を堆
積させることができた。ＣＶＤを行う条件を減圧、ない
し真空にしても同様に配向性の高いグラファイトが得ら
れることは実施例１及び２から容易に類推される。以上
のように本実施例によれば、基板形状を精密に加工する
ことにより、その面に平行に６角形網面が配列したグラ
ファイトを形成することができる。
のような曲面を形成している基板を用いてＣＶＤを行っ
た例を示す。即ち、基板として、表面が円柱面の一部で
あるように鏡面研磨したアルミナ単結晶に、白金の薄層
を蒸着したものを用いた。使用した装置及びＣＶＤを行
った条件は実施例１に示した通りである。その結果、実
施例１の場合と同様に配向性の高いグラファイト薄膜が
基板の形状にならって堆積した。Ｘ線回析の結果、面間
隔０．３３５５ｎｍ程度、ロッキングカ−ブの半値幅
０．５度以下（結晶面が円柱面に曲がっているため、そ
の値が入っている）のグラファイト層であった。また、
アルミナ単結晶の面の形状を球面の一部であるように研
磨したものを用いて同様な条件でＣＶＤを行ったとこ
ろ、やはり配向性の高いグラファイト層が堆積した。同
様に、任意の表面形状の基板表面上に、基板面に並行に
炭素網面の広がった配向性の高いグラファイト薄膜を堆
積させることができた。ＣＶＤを行う条件を減圧、ない
し真空にしても同様に配向性の高いグラファイトが得ら
れることは実施例１及び２から容易に類推される。以上
のように本実施例によれば、基板形状を精密に加工する
ことにより、その面に平行に６角形網面が配列したグラ
ファイトを形成することができる。
【００２０】実施例５ 図９は実施例４によって得られた円柱面状のグラファイ
ト薄膜を用いて集束ミラ−とした例を示す。円柱面の一
部であるように凹状に研磨された１５ｍｍ×１５ｍｍの
アルミナ単結晶上に、白金の薄層を蒸着した基板３７’
上にグラファイト層３７’’を堆積させたミラ−３７に
Ｍｏ板９７に開けた１ｍｍφの穴を通してＣｕＫα線を
入射した。焦点位置に置かれた写真乾板８７上の像は長
さほぼ１ｍｍ、幅約２０μｍの一本の線状となり良い集
光性が得られた。本実施例においては、円柱状の凹面に
形成されたシリンドリカルミラ−を例にして示した、球
面、非球面を問わず一般の曲面形状のミラ−を作ること
ができる。以上のように本実施例によれば精密に研磨し
た基板を用いることにより、必要な形状、集光性を持つ
ようなＸ線光学素子を作成することができる。
ト薄膜を用いて集束ミラ−とした例を示す。円柱面の一
部であるように凹状に研磨された１５ｍｍ×１５ｍｍの
アルミナ単結晶上に、白金の薄層を蒸着した基板３７’
上にグラファイト層３７’’を堆積させたミラ−３７に
Ｍｏ板９７に開けた１ｍｍφの穴を通してＣｕＫα線を
入射した。焦点位置に置かれた写真乾板８７上の像は長
さほぼ１ｍｍ、幅約２０μｍの一本の線状となり良い集
光性が得られた。本実施例においては、円柱状の凹面に
形成されたシリンドリカルミラ−を例にして示した、球
面、非球面を問わず一般の曲面形状のミラ−を作ること
ができる。以上のように本実施例によれば精密に研磨し
た基板を用いることにより、必要な形状、集光性を持つ
ようなＸ線光学素子を作成することができる。
【００２１】実施例６ 図１０は平面基板３８’上に形成したグラファイト層３
８’’を用いたモノクロメ−タ−３８の設置角度θを変
えることによって、第１のＭｏ板９８のピンホ−ルを通
過したＸ線を分散させることができる。このＸ線を別の
Ｍｏ板９８’のピンホ−ルを通過させることにより、Ｘ
線の単色化をすることができる。ＣｕのＫα線を入射さ
せθ＝１３．２８８°としたときＸ線のライン幅を０．
２°にすることができた。本実施例により、簡便に精密
なＸ線モノクロメ−タを作成できる。
８’’を用いたモノクロメ−タ−３８の設置角度θを変
えることによって、第１のＭｏ板９８のピンホ−ルを通
過したＸ線を分散させることができる。このＸ線を別の
Ｍｏ板９８’のピンホ−ルを通過させることにより、Ｘ
線の単色化をすることができる。ＣｕのＫα線を入射さ
せθ＝１３．２８８°としたときＸ線のライン幅を０．
２°にすることができた。本実施例により、簡便に精密
なＸ線モノクロメ−タを作成できる。
【００２２】
【発明の効果】以上のように本発明は、絶縁物固体上に
触媒金属薄膜を形成することにより、高配向性のグラフ
ァイトを比較的低温で形成することができ、簡便にしか
も精密なＸ線光学素子を得ることができた。
触媒金属薄膜を形成することにより、高配向性のグラフ
ァイトを比較的低温で形成することができ、簡便にしか
も精密なＸ線光学素子を得ることができた。
【図１】 本発明の方法によって形成されたグラファイ
ト層の説明図。
ト層の説明図。
【図２】 本発明で使用する気相堆積（ＣＶＤ）装置の
模式図。
模式図。
【図３】 本発明で使用する他の気相堆積（ＣＶＤ）装
置の模式図。
置の模式図。
【図４】 本発明で使用する他の気相堆積（ＣＶＤ）装
置の模式図。
置の模式図。
【図５】 実施例１で得られたグラファイト薄膜のラマ
ン散乱スペクトル
ン散乱スペクトル
【図６】 実施例１で得られたグラファイト薄膜のロッ
キングカ−ブ
キングカ−ブ
【図７】 比較例としてＮｉ金属体表面に設けたグラフ
ァイト薄膜のロッキングカ−ブ
ァイト薄膜のロッキングカ−ブ
【図８】 本発明で使用した他の基板の説明図
【図９】 実施例５に示したＸ線集光ミラ−としての光
学配置図の例
学配置図の例
【図１０】実施例６に示したＸ線モノクロメ−タとして
の光学配置図の例
の光学配置図の例
１、３７’’、３８’’ ＣＶＤ堆積したグラファイト
層 ２ 金属薄膜 ２３６ 白金薄膜 １３６ グラフ
ァイト層 ３ 基板 ３’、３７’ 基体 ３８’ 平面基板 ３７ 集光ミラ− ３８ モノクロメ−タ− ３６ サファイヤ単結晶基板 ４ 石英反応管 ４１ 石英ライナ−管 ５ 原料物質 ６ 原料容
器 ７、７’電気炉 ８ 排気ポンプ ９ 流量調節器 １０ ニ−ドルバルブ ８２ 高真空排気ポンプ
８７ 写真乾板 ９７、９８、９８’ モリブデン板
層 ２ 金属薄膜 ２３６ 白金薄膜 １３６ グラフ
ァイト層 ３ 基板 ３’、３７’ 基体 ３８’ 平面基板 ３７ 集光ミラ− ３８ モノクロメ−タ− ３６ サファイヤ単結晶基板 ４ 石英反応管 ４１ 石英ライナ−管 ５ 原料物質 ６ 原料容
器 ７、７’電気炉 ８ 排気ポンプ ９ 流量調節器 １０ ニ−ドルバルブ ８２ 高真空排気ポンプ
８７ 写真乾板 ９７、９８、９８’ モリブデン板
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年２月２３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】これとは別にグラファイトの薄膜を作成す
る技術が報告されている。例えば、本発明者らによって
ニッケル、コバルト、白金、パラジウム等の金属結晶を
基板とした化学気相堆積法（ＣＶＤ）により、適当な原
料を用いることにより低温で高配向性グラファイトを生
成させることが見出されている（特願平５−６４９４６
号参照）。この場合、ここで用いる金属はグラファイト
化の触媒作用があるものということができる。ＣＶＤ法
によれば、より低価格で簡便にグラファイトを作成する
ことができるが、基板としてグラファイト化に触媒作用
のあるニッケル、コバルト、白金、パラジウム等の金属
を用いる必要がある。しかし、基板に用いるこれらの金
属の熱膨張係数は１×１０ -5 程度の大きな値であるのに
対して、グラファイトの網面内の熱膨張係数は１×１０
-6 以下の小さな値であることから、ＣＶＤ法により堆積
したグラファイト薄膜全体は、室温に戻す間に熱膨張係
数の差により激しく変形してしまう。その結果、個々の
結晶子の結晶性は良いものの、薄膜全体としての配向性
は劣化してしまい、結晶子の配向で程度を示すＸ線ロッ
キングカ−ブの半価幅は弧度で数度の程度に成ってしま
うという欠点があった。
る技術が報告されている。例えば、本発明者らによって
ニッケル、コバルト、白金、パラジウム等の金属結晶を
基板とした化学気相堆積法（ＣＶＤ）により、適当な原
料を用いることにより低温で高配向性グラファイトを生
成させることが見出されている（特願平５−６４９４６
号参照）。この場合、ここで用いる金属はグラファイト
化の触媒作用があるものということができる。ＣＶＤ法
によれば、より低価格で簡便にグラファイトを作成する
ことができるが、基板としてグラファイト化に触媒作用
のあるニッケル、コバルト、白金、パラジウム等の金属
を用いる必要がある。しかし、基板に用いるこれらの金
属の熱膨張係数は１×１０ -5 程度の大きな値であるのに
対して、グラファイトの網面内の熱膨張係数は１×１０
-6 以下の小さな値であることから、ＣＶＤ法により堆積
したグラファイト薄膜全体は、室温に戻す間に熱膨張係
数の差により激しく変形してしまう。その結果、個々の
結晶子の結晶性は良いものの、薄膜全体としての配向性
は劣化してしまい、結晶子の配向で程度を示すＸ線ロッ
キングカ−ブの半価幅は弧度で数度の程度に成ってしま
うという欠点があった。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】本発明のグラファイト層の形成方法につい
て説明する。グラファイト層を形成する原料としては一
酸化炭素、或いは、メタン、エタン、ベンゼン、ナフタ
レン、アンスラセン等の脂肪族もしくは芳香族炭化水
素、その他の有機化合物等特に限定されるものではない
が、特に２−メチル−１，２’−ナフチルケトンないし
その誘導体が好ましい原料である。また、この方法おい
て使用されるガラス質ないし結晶質の熱膨張係数の小さ
な基体としてはアルミナ、石英、弗化カルシウム等であ
り、特にアルミナ単結晶は好ましい基体である。その厚
さについては特に制限は無く、例えば０．３ｍｍ以上程
度のものが用いられる。一方、金属薄膜として使用でき
る金属は、ＣＶＤ法において触媒的作用を有すると考え
られるニッケル、コバルト、白金、パラヂウム等の金属
またはこれらの金属を主体とする合金であり、この金属
薄膜の厚さとしては１０〜５００ｎｍであり、特に好ま
しい厚さとしては約１００ｎｍ程度である。金属薄膜が
１０ｎｍ以下のように余り薄いと、金属薄膜が凝集して
薄膜として使用できなくなる。この金属薄膜をガラス質
ないし結晶質の基体上に金属薄膜を設ける手段としては
通常蒸着によって行われるため５００ｎｍを超える厚さ
の金属薄膜を設けることは容易ではないのみならず、厚
くしても得られるグラファイト結晶層に特に優れた特性
を生じるものではなく、却って金属板に堆積する場合と
異ならなくなる。
て説明する。グラファイト層を形成する原料としては一
酸化炭素、或いは、メタン、エタン、ベンゼン、ナフタ
レン、アンスラセン等の脂肪族もしくは芳香族炭化水
素、その他の有機化合物等特に限定されるものではない
が、特に２−メチル−１，２’−ナフチルケトンないし
その誘導体が好ましい原料である。また、この方法おい
て使用されるガラス質ないし結晶質の熱膨張係数の小さ
な基体としてはアルミナ、石英、弗化カルシウム等であ
り、特にアルミナ単結晶は好ましい基体である。その厚
さについては特に制限は無く、例えば０．３ｍｍ以上程
度のものが用いられる。一方、金属薄膜として使用でき
る金属は、ＣＶＤ法において触媒的作用を有すると考え
られるニッケル、コバルト、白金、パラヂウム等の金属
またはこれらの金属を主体とする合金であり、この金属
薄膜の厚さとしては１０〜５００ｎｍであり、特に好ま
しい厚さとしては約１００ｎｍ程度である。金属薄膜が
１０ｎｍ以下のように余り薄いと、金属薄膜が凝集して
薄膜として使用できなくなる。この金属薄膜をガラス質
ないし結晶質の基体上に金属薄膜を設ける手段としては
通常蒸着によって行われるため５００ｎｍを超える厚さ
の金属薄膜を設けることは容易ではないのみならず、厚
くしても得られるグラファイト結晶層に特に優れた特性
を生じるものではなく、却って金属板に堆積する場合と
異ならなくなる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】実施例３ 本実施例は構造が異なる基板を用いてＣＶＤを行った例
を示す。図８は本発明の一実施例において用いた基板の
構造を示す断面図である。この図で、３６はサファイア
単結晶の（００１）面基体であり、１３６は６００℃の
ＣＶＤで堆積させた厚さ１ｎｍのアモルファスないし多
結晶状の炭素薄膜層、２３６は電子ビ−ム蒸着で堆積さ
せた厚さ５ｎｍの白金層である。このような構造に作成
された基板を用いて、実施例１で示したと同様なＣＶＤ
によりグラファイト薄膜を堆積させた。５時間堆積反応
させた後、取り出して調べたところ、基板の表面にほぼ
均一な約１ミクロンの厚さの鏡面状で黒色金属的光沢を
示す薄膜が堆積していた。この薄膜についてラマン散乱
スペクトルを測定したところ、結晶性グラファイトに特
徴的なスペクトルが得られ、該物質の薄膜が堆積したこ
とが分かった。更にこの薄膜に対してＸ線回析測定を行
ったところ、面間隔０．３３５４ｎｍと得られ、標準的
な単結晶グラファイトと同じであることが分かった。ま
たロッキングカ−ブの半値幅も狭く配向性の良いグラフ
ァイト薄膜が堆積していることが分かった。
を示す。図８は本発明の一実施例において用いた基板の
構造を示す断面図である。この図で、３６はサファイア
単結晶の（００１）面基体であり、１３６は６００℃の
ＣＶＤで堆積させた厚さ１ｎｍのアモルファスないし多
結晶状の炭素薄膜層、２３６は電子ビ−ム蒸着で堆積さ
せた厚さ５ｎｍの白金層である。このような構造に作成
された基板を用いて、実施例１で示したと同様なＣＶＤ
によりグラファイト薄膜を堆積させた。５時間堆積反応
させた後、取り出して調べたところ、基板の表面にほぼ
均一な約１ミクロンの厚さの鏡面状で黒色金属的光沢を
示す薄膜が堆積していた。この薄膜についてラマン散乱
スペクトルを測定したところ、結晶性グラファイトに特
徴的なスペクトルが得られ、該物質の薄膜が堆積したこ
とが分かった。更にこの薄膜に対してＸ線回析測定を行
ったところ、面間隔０．３３５４ｎｍと得られ、標準的
な単結晶グラファイトと同じであることが分かった。ま
たロッキングカ−ブの半値幅も狭く配向性の良いグラフ
ァイト薄膜が堆積していることが分かった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 592194406 大木 芳正 神奈川県相模原市大野台３−30−２ (72)発明者 湯田坂 雅子 神奈川県川崎市多摩区南生田５−８−４− 202 (72)発明者 松井 丈雄 東京都町田市小川１−12−３町田コープタ ウン20−202 (72)発明者 菊地 理恵 神奈川県大和市つきみ野２−１−６−303 (72)発明者 大木 芳正 神奈川県相模原市大野台３−30−２
Claims (7)
- 【請求項１】 ガラス質ないし結晶質の基体表面に形成
されている金属薄膜の上に化学気相堆積法によりグラフ
ァイト層を形成することを特徴とするグラファイト層の
形成方法。 - 【請求項２】 基体表面に金属薄膜を形成するに当た
り、予めガラス質ないし結晶質の基体上に１ｍｍ以上の
厚さに炭素薄膜を形成しておくことを特徴とする請求項
１記載のグラファイト層の形成方法。 - 【請求項３】 ガラス質ないし結晶質等の基体表面に設
けられた金属薄膜上に化学気相堆積法により形成された
グラファイト層を有するＸ線光学素子。 - 【請求項４】 基体表面に形成され金属薄膜が、白金、
ニッケル、コバルト、パラジウムないしそれらの合金の
中から選ばれたものである請求項３記載のＸ線光学素
子。 - 【請求項５】 基体表面の形状が平面ないし曲面（球
面、非球面）のいずれかであって、その曲面に沿ってグ
ラファイト質層が形成されている請求項３記載のＸ線光
学素子。 - 【請求項６】 有機物を原料とした化学気相堆積法を用
いて１５００度以下の温度で、基体上にグラファイト層
を形成することを特徴とするＸ線光学素子の製造方法。 - 【請求項７】 真空ないし２１０Ｐａ以下の圧力の非酸
化性ガスの雰囲気下で行うことを特徴とする請求項６記
載のＸ線光学素子の製造方法。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP7058732A JP3044683B2 (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | グラファイト層の形成方法、該方法によって形成されたグラファイト層を有するｘ線光学素子及びｘ線光学素子の製造方法 |
| EP96301831A EP0732421A1 (en) | 1995-03-17 | 1996-03-18 | Method of making a graphite system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7058732A JP3044683B2 (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | グラファイト層の形成方法、該方法によって形成されたグラファイト層を有するｘ線光学素子及びｘ線光学素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08260150A true JPH08260150A (ja) | 1996-10-08 |
| JP3044683B2 JP3044683B2 (ja) | 2000-05-22 |
Family
ID=13092689
Family Applications (1)
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| JP7058732A Expired - Fee Related JP3044683B2 (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | グラファイト層の形成方法、該方法によって形成されたグラファイト層を有するｘ線光学素子及びｘ線光学素子の製造方法 |
Country Status (2)
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| JP (1) | JP3044683B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| WO2023176648A1 (ja) * | 2022-03-15 | 2023-09-21 | Ａｇｃ株式会社 | 複合基板、積層体、複合基板の製造方法、積層体の製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US3769084A (en) * | 1968-12-25 | 1973-10-30 | Hitachi Ltd | Method for forming carbon coating and composite article with a carbonaceous coating thereon |
| CS199103B1 (cs) * | 1977-12-02 | 1980-07-31 | Petr Hix | Způsob pokryvu kovových součástí o vysoké teplotě tání, zvláStě z molybdenu, wolframu a tantalu pyrolitickým grafitem |
| EP0201696B1 (en) * | 1985-03-20 | 1991-03-13 | Sharp Kabushiki Kaisha | Production of carbon films |
| JPH0722018B2 (ja) * | 1988-03-04 | 1995-03-08 | シャープ株式会社 | 黒鉛電極の製造方法 |
-
1995
- 1995-03-17 JP JP7058732A patent/JP3044683B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-03-18 EP EP96301831A patent/EP0732421A1/en not_active Withdrawn
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| EP3379579A1 (en) | 2009-11-13 | 2018-09-26 | Fujitsu Limited | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
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| JP2013212938A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-17 | Kaneka Corp | 黒鉛薄膜およびその製造方法 |
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| CN105734525A (zh) * | 2014-12-10 | 2016-07-06 | 黑龙江鑫达企业集团有限公司 | 一种化学气相沉积法制备石墨烯薄膜的方法 |
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| US11763957B2 (en) | 2019-07-18 | 2023-09-19 | Shimadzu Corporation | Dispersive element |
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|---|---|
| EP0732421A1 (en) | 1996-09-18 |
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