ＲｕＯ２コーティング
【解決手段】 本明細書で開示されるものは、物品であって、基材と、ＲｕＯ２のナノ粒子を有するＲｕＯ２コーティングとを有するものである。また本明細書で開示されるものは、物品であって、基材と、ＲｕＯ２コーティングとを有するものである。前記コーティングは、ＲｕＯ４がＲｕＯ２へと分解する温度より低い温度において、ＲｕＯ４溶液及び非極性溶媒中に前記基材を浸漬させる工程と、前記コーティングを形成させるために、前記基材及び溶液を、周囲条件下の周囲温度まで暖める工程とによって、作成されるものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００９年１１月３０日出願の米国仮特許出願第６１／２４６９６７号に対して優先権を主張するものである。本出願は、２００７年１０月５日出願の米国仮特許出願第６０／９７７６８５号に対して優先権を主張する、２００８年１０月６日出願の米国特許出願第１２／２４５９７８号の出願の、一部継続出願である。
【０００２】
本開示は、二酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）に関する。
【背景技術】
【０００３】
透明導電材料は、光発電や発光ダイオード（ＬＥＤｓ：ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅｓ）などの、多くの技術的に重要な利用分野において、重要な役割を果たしている。導電性と透明性を同時に備えた素材は比較的珍しく、既知の例には、特定の、ドープされた又は混合された金属酸化物（一般に酸化スズベースである）、炭素ベースの素材（例えば、薄膜として調整された、グラフェン及びナノチューブ）、ドープされたポリマー、並びに絶縁体及び導体を積層したフィルムが含まれる。明らかに最も広く使用されており、商業的に利用可能な種類の透明導電体は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ：ｉｎｄｉｕｍ−ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）であり、これは典型的には化学気相成長（ＣＶＤ：ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）又はスパッタリングによって製造される。ＩＴＯ及びフッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ：ｆｌｕｏｒｉｎｅ−ｄｏｐｅｄ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）などの関連する素材について、良好な導電性と透明性を同時に達成するためには、そのドーピングレベル及び化学量論的組成を慎重に調整しなければならない。酸化インジウムスズは、可視光域においては透明であるが、遠赤外域においては反射性を持つ。ＩＴＯのような素材の光学定数は、計算学的手法によって、ドーピング及び厚さの関数として、光学的、電気的な特性を予測できるほどに、よく知られている事項である。ＩＴＯ及び関連する透明導電酸化物は、ＣＶＤ又はスパッタリングを使って製造されるため、これらの製造方法を、凹凸のある又は複雑な基材に対して適用するのは難しい場合が多く、ＩＴＯは通常、比較的平坦な表面に対してしか利用又は製造できない。
【０００４】
炭素ベースの素材、特にカーボンナノチューブ及びグラフェンは、極薄フィルムとして作成された場合、可視光域だけでなく赤外域においても透明となる。これらのフィルムは、透明導電性について好適な特性をもったものを製造することが簡単ではなく、現時点では、構造を持った基材に対するコーティングには対応できない。ドープされたポリマー及び絶縁体−金属−絶縁体（ＩＭＩ：ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−ｍｅｔａｌ−ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）のコーティングもまた探索されているが、ニッチな適用先において利点があるに過ぎない。
【０００５】
ナノスケールＲｕＯ２の自己配線ネットワーク構造をメソ多孔性の高表面積ＳｉＯ２エアロゲルのような電気的及び電気化学的に不活性な基材に被着させる方法（Ｒｙａｎ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ ４０６（２０００）１６９−１７２；米国特許第６，２９０，８８０号及び第６，６４９，０９１号）又はマクロ多孔性ＳｉＯ２フィルター紙（Ｃｈｅｒｖｉｎ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｎｏ Ｌｅｔｔ．９（２００９）２３１６−２３２１；米国特許出願第２００９／００９２８３４号公報）が、これまでに示されている。ＲｕＯ２のナノ粒子は、高曲率の基材上に、２ｎｍ厚の貫通接続されたネットワークを形成する（Ｒｙａｎ）か、又はシリカ繊維紙中の１００ｎｍ超の直径の繊維のような低曲率の基材上に、隣接した殻を形成する（Ｃｈｅｒｖｉｎ）。後者において、生成されたＲｕＯ２（ＳｉＯ２）紙は、２〜３ｎｍのＲｕＯ２粒子を、〜３００μｇ ｃｍ−２で含有し、物体全容量のわずか０．１容量％を占めているにすぎないが、それでもこの紙は、空気中で熱処理後に、〜０．５Ｓ ｃｍ−１の幾何正規化された導電性を示す。前記ＲｕＯ２（ＳｉＯ２）紙はまた、大きな電気化学的容量（ＲｕＯ２の質量に対して正規化されたとき、<６００Ｆ ｇ−１）と、高い表面積の導電相（〜９０ｍ２ｇ−１）を示し、このことは、被着したＲｕＯ２の大部分が、その電気的回路内で接続されて電気化学的に特定可能であることを示しており、それによってこの高価な部品の利用法は最適化されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書で開示されるものは、物品であって、基材と、当該基材の一部の上にＲｕＯ２コーティングとを有するものである。前記コーティングはＲｕＯ２ナノ粒子を有するものである。
【０００７】
また本明細書で開示されるものは、物品であって、基材と、当該基材の一部の上にＲｕＯ２コーティングとを有するものである。前記コーティングは、ある方法によって作成されることを特徴とするものであって、当該方法は、前記基材存在下の非極性溶媒中でＲｕＯ２がＲｕＯ２へと分解する温度において、ＲｕＯ４溶液及び非極性溶媒中に前記基材を浸漬させる工程と、前記コーティングを形成させるために、前記基材及び溶液を、周囲条件下の周囲温度まで暖める工程とを有するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明のより完全な理解は、以下の実施形態例の記載及びそれに付随する図面を参照することによって、容易に得られるであろう。
【図１】図１に、平面のＣａＦ２（上）及びＳｉ（下）上に被着したＲｕＯ２の２〜３ｎｍ厚フィルムの、電子顕微鏡写真を示す。コーティングは被着後に空気中で２００℃まで加熱された。
【図２】図２に、平面ＣａＦ２基材上のＲｕＯ２の２〜３ｎｍ厚フィルムの吸光度（ｌｏｇ（１／Ｔ）に等しい。式中、Ｔは透過強度である。Ｔ＝Ｉ／Ｉｏ）スペクトルを示す。実線はコーティングされた基材（ＣａＦ２は減算されている）であり、破線はコーティングされていないＣａＦ２のサンプルである。
【図３】図３に、ＣａＦ２（の両側）上の１、２、及び３層のＲｕＯ２についての、紫外域から近赤外域までの吸光スペクトルを示す。下の線は、コーティング前のＣａＦ２基材である。
【図４】図４に、半分にプルシアンブルーを電着した、ＲｕＯ２でコーティングしたＣａＦ２窓の、写真（上）及び吸光スペクトル（下）を示す。
【図５】図５に、テラヘルツ時間領域分光法（ＴＨｚ−ＴＤＳ）によって計測した、シリコン基材上のＲｕＯ２単層についてのテラヘルツの吸光（ｌｏｇ（１／Ｔ）に等しい）スペクトルを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の記述は、限定することでなく説明することを目的に、本開示の完全な理解を提供するために、具体的な詳細について記載するものである。しかしながら、本技術分野の当業者にとって、本対象をこうした具体的な詳細から離れた、別の実施形態において実施することができるのは明らかであろう。別の例では、既知の方法及び装置の詳細な記述が省略されているが、これは不必要な詳細によって本開示が不明瞭になることを避けるためである。
【００１０】
開示されるものは、極薄（例えば、２〜１０ｎｍ）で透明な、二酸化ルテニウム（ＲｕＯ２））の導電性フィルムであって、当該フィルムは有機溶液から基材上へ、四酸化ルテニウムが自己制限的に周囲温度以下の温度で被着することを通して製造されるものであって、前記基材には、誘電性、絶縁性の基材が含まれるがこれに限定されない。被着したままのフィルムをさらに温度処理することで、１０３Ｓ ｃｍ−１のオーダーの導電性を持つＲｕＯ２コーティングを作ることができ、これらの伝導性フィルムは同時に、スペクトル的に広範な（紫外域からＴＨｚまで）>８５％の光透過率（吸光度では<０．１３ＯＤに相当）を示す。これらのＲｕＯ２フィルムを製作するために用いる溶液ベースの被着方法は、ドーピング又はコンポジット及び化学気相成長法又は真空蒸着法に依存した典型的な透明導電体を製造する方法と比べて、単純で経済的な方法になりうる。このアプローチは、平面のものから複雑な３次元的形態を持つものまで、広い範囲の基材を共形的にコーティングする透明導電性フィルムを提供するものである。潜在的な実用的利点は、このＲｕＯ２コーティングは、酸化金属の機能化において立証された技術を用いて、化学的又は電気化学的に改良することが可能な点である。本方法及び素材は、現行の透明伝導体における幾つかの制限事項を伴わない、透明導電体の機会を提供するものである。
【００１１】
立証された金属導電性酸化物を、極薄層の透明導電材料として製作することで、固有の特性を持つようになる可能性がある。化学的に合成されるＲｕＯ２フィルムは、その特性と合成の観点において、多数の利点を持っている。透明導電体として広範囲に研究されていないが（Ｈａｒａ ｅｔ ａｌ．，Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ７０（２００２）１３−１７）、ＲｕＯ２は十分に立証され、技術的に重要な化学的及び電気化学的な素材であり、電気分解、電極触媒作用、電気化学的エネルギー貯蔵、並びに厚い及び薄いフィルム抵抗体などの適用先に調製することが可能な素材である（Ａｄａｍｓ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｂ １０７（２００３），６６６８−６６９７）。高い電気的な導電性は、ＲｕＯ２の単結晶及び多結晶において生じるが、電極触媒的挙動は、ルテニウムの欠陥を持つ形態において最も一般的ものであって、この形態は概して水和しており、表面及びバルク内部の両方において、構造的な障害を様々な量で含んでいる（ＲｕＯ２・ｘＨ２Ｏ又はＲｕＯｘＨｙ）。
【００１２】
米国特許出願第２００９／００９２８３４号公報の無電解蒸着は、平面の基材への、自己制限的な極薄（２〜３ｎｍ）のＲｕＯ２コーティングであって、特にそれら自体が電磁スペクトルの特定の領域（紫外（ＵＶ）、可視光、赤外（ＩＲ）テラヘルツ（ＴＨｚ））において透明であるＲｕＯ２コーティングに、拡張可能である。ＲｕＯ２のナノレベルのスキンで覆われた二次元の絶縁性の基材には、ＣａＦ２窓、シリコンウェハー、並びにガラススライド及び石英スライドが含まれる。結果得られる極薄ＲｕＯ２フィルムの分光学的研究は、これらのフィルムが高い透過率（>８０％）を示し、紫外域から、可視光域、遠赤外域に至る広いスペクトル範囲にわたってほぼ平坦なバックグラウンド吸収を見せ、また一方で同時に電気的な〜１０３Ｓ ｃｍ−１の導電性を示すことを明らかにしている。この導電性ＲｕＯ２フィルムは電気化学的に特定可能であり、無電解法か電着法のどちらかを用いて改良することができ、例えば、無機的な金属シアン化物の色素であるプルシアンブルーの薄フィルムの電着が挙げられる。こうした追加コーティングの、可視光域から中赤外域までの範囲のスペクトル特性は、下地となっているＲｕＯ２の透明性、及び同スペクトル範囲における平坦で一様な応答性のおかげで、特定可能である。
【００１３】
極薄（２〜１０ｎｍ）で共形のＲｕＯ２フィルムは、紫外域からテラヘルツ域の広いスペクトル範囲にわたって透明であって、その一方で同時に高い電気的導電性（〜１０００Ｓ ｃｍ−１）を示し、単純及び複雑な誘電性及び絶縁性の基材に、均一な厚さでコーティングを作ることを可能にする、単純で用途の広い化学的方法によって製造することが出来る。この素材に特有な側面は、ＲｕＯ２の金属的特性の結果であるその本来の電気的導電性と、周囲温度以下の温度での四酸化ルテニウムの被着及びそれに続く加熱によって製造される、この特定のタイプのＲｕＯ２に特有の特性とに関連している。結果として、またＩＴＯのような典型的な導電性酸化物とは対照的に、導電性を付与するのにドーピングを必要としないことから、合成が非常に単純化し、広範囲での適用先、例えば、複雑な基材、非平面の基材、視線遮蔽のある基材、又は構造を持つ基材、といった適用先において使用されることを可能にする。もう一つの重要性は、光学的な透明性が、紫外域から近赤外域、中赤外域を通し、ＴＨｚ域に至るまでの、広いスペクトル範囲にわたっていることである。さらに、この素材は、酸化物表面についての標準的な手法を用いて、機能化することができる。一つの特有の性能は、その後に行う、燃料電池、バッテリー、エレクトロクロミック素子、及び光電素子に関連するであろう、電気化学蒸着又は透過光診断のために、絶縁性の表面を透明導電層によってコーティングすることである。この基材は、ＲｕＯ２が被着しうるどのような表面でもよく、ＣａＦ２基材、シリコンウェハー、平面の基材、絶縁性の基材、無孔の基材、又は透明もしくは非不透明の基材が含まれるが、これらに限定されない。非不透明の（不透明でない）基材は、１つまたは複数の所望の波長において、所望の最小％透過率（例えば、５０％、６０％、７０％、８０％、又は９０％）を少なくとも持つ基材であって、前記所望の波長には、可視光域、紫外域、及び／又は赤外域の全スペクトル領域といった広い波長域が含まれる。ＲｕＯ２がその透明性に拘らずに、その導電的性質のために用いられるとき、シリコンのような不透明性の基材が使われてもよい。基材を浸漬させたときに、コーティングを望む部分がＲｕＯ４溶液と接触できている限り、基材は平面である必要はない。結果得られるＲｕＯ２コーティングは、そうした非平面の基材に適合させることができる。
【００１４】
ＲｕＯ２コーティングは、例えば、Ｒｙａｎ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ ４０６（２０００）１６９−１７２、Ｃｈｅｒｖｉｎ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｎｏ Ｌｅｔｔ．９（２００９）２３１６−２３２１、及び米国特許出願第２００９／００９２８３４号公報に開示されている方法に従って作成することができる。四酸化ルテニウム（ＲｕＯ４）を非水系溶液中に抽出し、このＲｕＯ４の尚早の分解を避けるために、常に冷却した状態にしておいてもよい。この冷却は、例えば、氷／アセトン浴槽によって行ってもよい。基材もまた溶液中に入れるときに冷却されていてもよいし、又は冷却されてなくてもよい。この溶液が周囲温度又は室温まで暖められるにつれて、前記ＲｕＯ４がＲｕＯ２へと分解し、前記基材上にナノ粒子の形で被着する。このナノ粒子は、電気的に接続されたナノ粒子のネットワークを形成しうる。
【００１５】
ＲｕＯ２の被着後、前記基材をコーティングの導電性、又は透明性を上昇させるために加熱してもよい。障害を持つＲｕＯ２が、例えば、１５０℃〜２５０℃において形成される可能性がある。より高い温度まで加熱すると、Ｘ線回折で観察可能なルチル型のＲｕＯ２が生産される可能性があり、このルチル型はこうした薄いコーティングにおいては透明性がより低く、より低い導電性を持つ。粒子はルチル型への変換の際に互いに分散し、そのことがコーティング中の電気的な接続性を失わせている可能性がある。前記加熱する工程は、例えば、酸素又は空気中で行うことができる。
【００１６】
ＲｕＯ２は、例えば、１０ｎｍ以下の厚さであってもよい。本明細書に開示される方法によって作成した単層は、わずか２〜３ｎｍの厚さであってもよい。処理を複数回繰り返して、より厚い層を作成することができる。コーティングは、複合材料とは対照的に、単一成分でのコーティングであって、例えば、少なくとも重量比で９０％、９５％、又は９９％のＲｕＯ２を有していてもよい。
【００１７】
コーティングの透明性を、その吸光度（ＯＤ：ｏｐｔｉｃａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ）によって定義してもよい。コーティングは、広範囲の波長にわたって低いＯＤを持ちうる。前記波長範囲は、例えば、６００ｎｍ、１μｍ又は１０μｍから、１００μｍ又は６００μｍ（０．５ＴＨｚ）までの範囲をとりうる。ＲｕＯ２の単層において、前波長域にわたるＯＤは、０．１、０．２、０．３、又は０．５の値をとりうる。コーティングのＯＤは、コーティングされた基材のＯＤを測定し、コーティングされていない基材のＯＤを減算することによって、決定することができる。複数のＲｕＯ２被着層においては、前記コーティングのＯＤが、０．１、０．２、０．３、又は０．５に層の数を乗算した値となるというように、ＯＤは線形的に上昇しうる。基材が両側をコーティングされた場合、層の数はコーティング方法を実施した回数の２倍となる。ＯＤは６００ｎｍより短い波長において、上昇する傾向にある。しかしながら、例えば、２２５ｎｍ、又は紫外もしくは近紫外のスペクトルの他の波長におけるＯＤは、６００ｎｍにおけるＯＤの、２倍、３倍、５倍、又は１０倍以下の値をとりうる。
【００１８】
コーティングは低い抵抗を持ちうる。コーティングがＲｕＯ２単層を持つとき、その面積抵抗は、例えば、１０００Ω、１５００Ω、５０００Ωの値をとりうる。多層コーティングは一般的に、より低い面積抵抗を持つ。
【００１９】
以下の実施例は、具体的な適用先を例示するために提供するものである。これらの具体的な実施例は、この適用先における本開示の範囲を制限することを意図するものではない。
【実施例１】
【００２０】
ＲｕＯ２の合成及び特性評価。酸化ルテニウムコーティングを、ＲｕＯ４の有機溶液からの分解を通して作成した。前駆体溶液を作成するために、前もって氷／アセトン浴槽で１分間冷却した複数の石油エーテルの分注物を用いて、前もってＴ<５℃に冷却した水溶液（０．５重量％溶液、Ｓｔｒｅｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社）からＲｕＯ４を抽出した。相転移後、非水性の前駆体溶液の各分注物を、分注物ミリリットルあたり数ミリグラムのＭｇＳＯ４（又はその他の水除去のための乾燥剤）と素早く混合し、粗いフィルターに通し、ドライアイス／アセトン浴槽中に保持したフラスコ中に収集した。前記非水性溶液（分注物を合わせたもの）を、次いで、水の氷浴槽中で熱的に平衡させ、前もって（水の氷浴槽で）冷却した、対象とする基材（例えば、フッ化カルシウム窓、石英スライド、ガラススライド、シリコンウェハー、チタン箔）を入れたガラスバイアル中にデカントし、十分な量の石油エーテルに浸漬させた。次いで、蓋をしたバイアルを浴槽から取り除き、室温で一晩（〜１５時間）置き、その後、かすかに茶／黒色のコーティングが観察された。このＲｕＯ２により改質された基材を、次いで、超音波破砕をしながら幾つかの石油エーテル分注物で洗浄し、その後空気中で数時間乾燥させた。
【００２１】
結果得られた被着したままのＲｕＯ２フィルムは、二探触子法によって計測すると、中程度の導電性を持っている。このフィルムの導電性は、空気又は酸素下で１５０℃〜２５０℃の温度まで加熱することによって、数オーダー上昇させることができる。そうした加熱処理後、このＲｕＯ２フィルムの導電性は、１０Ｓ ｃｍ−１のオーダーになる。様々な二次元的な透明基材上に作成されたＲｕＯ２コーティングの厚さは、過去にシリカ紙上に作成されたコーティング（〜３ｎｍ）と同等のものであると見積もられる。ＲｕＯ２の追加の層を、その後の被着工程において被着させることが可能であり、各層毎にさらに〜３ｎｍのＲｕＯ２が追加され、フィルムの吸光度は、平坦で一様なバックグラウンドを保ったまま、対応して比例的に上昇することが、実証されている。
【実施例２】
【００２２】
ＲｕＯ２フィルムの光学的特性。ＲｕＯ２薄フィルムの光学的特性を、平面ＣａＦ２基材の透過度測定（紫外域から中赤外域について周波数領域の透過度を用いて測定）と半絶縁性のシリコン基材の透過度測定（ＴＨｚ領域についてＴＨｚ−ＴＤＳを用いて測定）とによって決定した。分光学的測定を、１層、２層、及び３層のＲｕＯ２について、概して、導電性を最大化するために前記フィルムの各層について２００℃まで最初に加熱した後に、実施した。コーティングされた前記基材を加熱すると、吸光度は不可逆的に上昇し（つまり、透過度は減少し吸光度は上昇）たが、これはＲｕＯ２極薄フィルム加熱時の導電性上昇に基づいて予想されることである。ＣａＦ２上のＲｕＯ２フィルムの周波数領域における透過度は高い値を示し、スペクトル的に平坦であった。つまり、単層（表と裏の両面がコーティングされている）について述べると、紫外域の２５０ｎｍから赤外域の１０μｍまで、５０％のオーダー（ｌｏｇ（１／Ｔ）＝ＯＤ 〜０．３）で、変動は殆ど無かった（ＯＤは０．３から０．４の間で<３０％の変動）。ここで長波長域はＣａＦ２基質の透過度によって制限されている。Ｓｉ上のＲｕＯ２フィルムの透過度を、より長波長の周波数域、つまりＴＨｚ領域（別名、遠赤外域で、より具体的には０．５〜３．５ＴＨｚの領域で、１５ｃｍ−１まで下がる）まで測定したところ、紫外域から近赤外域までの透過度と同様である（２層について<０．５ＯＤ）ことが分かった。前記ＴＨｚ領域における複雑な導電性の見積もりを、ＴＨｚ−ＴＤＳと、以下の確立された手順（Ｗａｌｔｈｅｒ ｅｔ ａｌ．，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ ７６（２００７）１２５４０８）を用いて決定した。フィルム厚を３ｎｍと仮定すると、導電性の実数部分は前記ＴＨｚ領域においてほぼ一定であり、その平均値は〜３０００Ω−１ｃｍ−１である。ＣａＦ２上ＲｕＯ２のスペクトル依存性は、過去に報告された光学特性（Ｈｏｎｅｓ ｅｔ ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６７（１９９５）３０７８−３０８０、ｄｅ Ａｌｍｅｉｄ ｅｔ ａｌ．，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ．７３（２００６）１６５１０２）に比べて大きく異なっており、このＭＯＣＶＤによって作成されたバルクＲｕＯ２のフィルムについての報告においては、近赤外域において可視光域よりもかなり高い吸光度（報告されている反射率の値を使用）を示している。素材が電着について適切な導電性を持つことを実証するために、プルシアンブルーを、前もってＲｕＯ２単層を被着した標準的なＣａＦ２窓に電着させた（ＲｕＯ２（ＣａＦ２）を電着の作用電極として使用し、３００秒間５０μＡｃｍ−２の一定電流条件を適用した）。このプルシアンブルーコーティングＲｕＯ２（Ｃａｆ２）窓は、７００ｎｍ近くの広い明らかなバンドの結果として、その色素の特徴的な青色を目に見えて示しており、フーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ：Ｆｏｕｒｉｅｒ−ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ＩＲ）スペクトルは、赤外域の２０００ｃｍ−１付近で、予期されるシアン化物の振動をバンドとしてはっきりと示している（図４）。
【００２３】
明らかに、上述の教示を踏まえた多くの改変、変形が可能である。それゆえに、請求される対象は、具体的に記載された通り以外の方法で実施される可能性がある。要素の請求のための単数の言及、例えば、「ａ］、「ａｎ］、「ｔｈｅ」、又は「ｓａｉｄ」の冠詞の使用については、いかなるものも、当該要素を単数に制限するものとして解釈されるものではない。
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００９年１１月３０日出願の米国仮特許出願第６１／２４６９６７号に対して優先権を主張するものである。本出願は、２００７年１０月５日出願の米国仮特許出願第６０／９７７６８５号に対して優先権を主張する、２００８年１０月６日出願の米国特許出願第１２／２４５９７８号の出願の、一部継続出願である。
【０００２】
本開示は、二酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）に関する。
【背景技術】
【０００３】
透明導電材料は、光発電や発光ダイオード（ＬＥＤｓ：ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅｓ）などの、多くの技術的に重要な利用分野において、重要な役割を果たしている。導電性と透明性を同時に備えた素材は比較的珍しく、既知の例には、特定の、ドープされた又は混合された金属酸化物（一般に酸化スズベースである）、炭素ベースの素材（例えば、薄膜として調整された、グラフェン及びナノチューブ）、ドープされたポリマー、並びに絶縁体及び導体を積層したフィルムが含まれる。明らかに最も広く使用されており、商業的に利用可能な種類の透明導電体は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ：ｉｎｄｉｕｍ−ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）であり、これは典型的には化学気相成長（ＣＶＤ：ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）又はスパッタリングによって製造される。ＩＴＯ及びフッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ：ｆｌｕｏｒｉｎｅ−ｄｏｐｅｄ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）などの関連する素材について、良好な導電性と透明性を同時に達成するためには、そのドーピングレベル及び化学量論的組成を慎重に調整しなければならない。酸化インジウムスズは、可視光域においては透明であるが、遠赤外域においては反射性を持つ。ＩＴＯのような素材の光学定数は、計算学的手法によって、ドーピング及び厚さの関数として、光学的、電気的な特性を予測できるほどに、よく知られている事項である。ＩＴＯ及び関連する透明導電酸化物は、ＣＶＤ又はスパッタリングを使って製造されるため、これらの製造方法を、凹凸のある又は複雑な基材に対して適用するのは難しい場合が多く、ＩＴＯは通常、比較的平坦な表面に対してしか利用又は製造できない。
【０００４】
炭素ベースの素材、特にカーボンナノチューブ及びグラフェンは、極薄フィルムとして作成された場合、可視光域だけでなく赤外域においても透明となる。これらのフィルムは、透明導電性について好適な特性をもったものを製造することが簡単ではなく、現時点では、構造を持った基材に対するコーティングには対応できない。ドープされたポリマー及び絶縁体−金属−絶縁体（ＩＭＩ：ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−ｍｅｔａｌ−ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）のコーティングもまた探索されているが、ニッチな適用先において利点があるに過ぎない。
【０００５】
ナノスケールＲｕＯ２の自己配線ネットワーク構造をメソ多孔性の高表面積ＳｉＯ２エアロゲルのような電気的及び電気化学的に不活性な基材に被着させる方法（Ｒｙａｎ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ ４０６（２０００）１６９−１７２；米国特許第６，２９０，８８０号及び第６，６４９，０９１号）又はマクロ多孔性ＳｉＯ２フィルター紙（Ｃｈｅｒｖｉｎ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｎｏ Ｌｅｔｔ．９（２００９）２３１６−２３２１；米国特許出願第２００９／００９２８３４号公報）が、これまでに示されている。ＲｕＯ２のナノ粒子は、高曲率の基材上に、２ｎｍ厚の貫通接続されたネットワークを形成する（Ｒｙａｎ）か、又はシリカ繊維紙中の１００ｎｍ超の直径の繊維のような低曲率の基材上に、隣接した殻を形成する（Ｃｈｅｒｖｉｎ）。後者において、生成されたＲｕＯ２（ＳｉＯ２）紙は、２〜３ｎｍのＲｕＯ２粒子を、〜３００μｇ ｃｍ−２で含有し、物体全容量のわずか０．１容量％を占めているにすぎないが、それでもこの紙は、空気中で熱処理後に、〜０．５Ｓ ｃｍ−１の幾何正規化された導電性を示す。前記ＲｕＯ２（ＳｉＯ２）紙はまた、大きな電気化学的容量（ＲｕＯ２の質量に対して正規化されたとき、<６００Ｆ ｇ−１）と、高い表面積の導電相（〜９０ｍ２ｇ−１）を示し、このことは、被着したＲｕＯ２の大部分が、その電気的回路内で接続されて電気化学的に特定可能であることを示しており、それによってこの高価な部品の利用法は最適化されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書で開示されるものは、物品であって、基材と、当該基材の一部の上にＲｕＯ２コーティングとを有するものである。前記コーティングはＲｕＯ２ナノ粒子を有するものである。
【０００７】
また本明細書で開示されるものは、物品であって、基材と、当該基材の一部の上にＲｕＯ２コーティングとを有するものである。前記コーティングは、ある方法によって作成されることを特徴とするものであって、当該方法は、前記基材存在下の非極性溶媒中でＲｕＯ２がＲｕＯ２へと分解する温度において、ＲｕＯ４溶液及び非極性溶媒中に前記基材を浸漬させる工程と、前記コーティングを形成させるために、前記基材及び溶液を、周囲条件下の周囲温度まで暖める工程とを有するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明のより完全な理解は、以下の実施形態例の記載及びそれに付随する図面を参照することによって、容易に得られるであろう。
【図１】図１に、平面のＣａＦ２（上）及びＳｉ（下）上に被着したＲｕＯ２の２〜３ｎｍ厚フィルムの、電子顕微鏡写真を示す。コーティングは被着後に空気中で２００℃まで加熱された。
【図２】図２に、平面ＣａＦ２基材上のＲｕＯ２の２〜３ｎｍ厚フィルムの吸光度（ｌｏｇ（１／Ｔ）に等しい。式中、Ｔは透過強度である。Ｔ＝Ｉ／Ｉｏ）スペクトルを示す。実線はコーティングされた基材（ＣａＦ２は減算されている）であり、破線はコーティングされていないＣａＦ２のサンプルである。
【図３】図３に、ＣａＦ２（の両側）上の１、２、及び３層のＲｕＯ２についての、紫外域から近赤外域までの吸光スペクトルを示す。下の線は、コーティング前のＣａＦ２基材である。
【図４】図４に、半分にプルシアンブルーを電着した、ＲｕＯ２でコーティングしたＣａＦ２窓の、写真（上）及び吸光スペクトル（下）を示す。
【図５】図５に、テラヘルツ時間領域分光法（ＴＨｚ−ＴＤＳ）によって計測した、シリコン基材上のＲｕＯ２単層についてのテラヘルツの吸光（ｌｏｇ（１／Ｔ）に等しい）スペクトルを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の記述は、限定することでなく説明することを目的に、本開示の完全な理解を提供するために、具体的な詳細について記載するものである。しかしながら、本技術分野の当業者にとって、本対象をこうした具体的な詳細から離れた、別の実施形態において実施することができるのは明らかであろう。別の例では、既知の方法及び装置の詳細な記述が省略されているが、これは不必要な詳細によって本開示が不明瞭になることを避けるためである。
【００１０】
開示されるものは、極薄（例えば、２〜１０ｎｍ）で透明な、二酸化ルテニウム（ＲｕＯ２））の導電性フィルムであって、当該フィルムは有機溶液から基材上へ、四酸化ルテニウムが自己制限的に周囲温度以下の温度で被着することを通して製造されるものであって、前記基材には、誘電性、絶縁性の基材が含まれるがこれに限定されない。被着したままのフィルムをさらに温度処理することで、１０３Ｓ ｃｍ−１のオーダーの導電性を持つＲｕＯ２コーティングを作ることができ、これらの伝導性フィルムは同時に、スペクトル的に広範な（紫外域からＴＨｚまで）>８５％の光透過率（吸光度では<０．１３ＯＤに相当）を示す。これらのＲｕＯ２フィルムを製作するために用いる溶液ベースの被着方法は、ドーピング又はコンポジット及び化学気相成長法又は真空蒸着法に依存した典型的な透明導電体を製造する方法と比べて、単純で経済的な方法になりうる。このアプローチは、平面のものから複雑な３次元的形態を持つものまで、広い範囲の基材を共形的にコーティングする透明導電性フィルムを提供するものである。潜在的な実用的利点は、このＲｕＯ２コーティングは、酸化金属の機能化において立証された技術を用いて、化学的又は電気化学的に改良することが可能な点である。本方法及び素材は、現行の透明伝導体における幾つかの制限事項を伴わない、透明導電体の機会を提供するものである。
【００１１】
立証された金属導電性酸化物を、極薄層の透明導電材料として製作することで、固有の特性を持つようになる可能性がある。化学的に合成されるＲｕＯ２フィルムは、その特性と合成の観点において、多数の利点を持っている。透明導電体として広範囲に研究されていないが（Ｈａｒａ ｅｔ ａｌ．，Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ７０（２００２）１３−１７）、ＲｕＯ２は十分に立証され、技術的に重要な化学的及び電気化学的な素材であり、電気分解、電極触媒作用、電気化学的エネルギー貯蔵、並びに厚い及び薄いフィルム抵抗体などの適用先に調製することが可能な素材である（Ａｄａｍｓ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｂ １０７（２００３），６６６８−６６９７）。高い電気的な導電性は、ＲｕＯ２の単結晶及び多結晶において生じるが、電極触媒的挙動は、ルテニウムの欠陥を持つ形態において最も一般的ものであって、この形態は概して水和しており、表面及びバルク内部の両方において、構造的な障害を様々な量で含んでいる（ＲｕＯ２・ｘＨ２Ｏ又はＲｕＯｘＨｙ）。
【００１２】
米国特許出願第２００９／００９２８３４号公報の無電解蒸着は、平面の基材への、自己制限的な極薄（２〜３ｎｍ）のＲｕＯ２コーティングであって、特にそれら自体が電磁スペクトルの特定の領域（紫外（ＵＶ）、可視光、赤外（ＩＲ）テラヘルツ（ＴＨｚ））において透明であるＲｕＯ２コーティングに、拡張可能である。ＲｕＯ２のナノレベルのスキンで覆われた二次元の絶縁性の基材には、ＣａＦ２窓、シリコンウェハー、並びにガラススライド及び石英スライドが含まれる。結果得られる極薄ＲｕＯ２フィルムの分光学的研究は、これらのフィルムが高い透過率（>８０％）を示し、紫外域から、可視光域、遠赤外域に至る広いスペクトル範囲にわたってほぼ平坦なバックグラウンド吸収を見せ、また一方で同時に電気的な〜１０３Ｓ ｃｍ−１の導電性を示すことを明らかにしている。この導電性ＲｕＯ２フィルムは電気化学的に特定可能であり、無電解法か電着法のどちらかを用いて改良することができ、例えば、無機的な金属シアン化物の色素であるプルシアンブルーの薄フィルムの電着が挙げられる。こうした追加コーティングの、可視光域から中赤外域までの範囲のスペクトル特性は、下地となっているＲｕＯ２の透明性、及び同スペクトル範囲における平坦で一様な応答性のおかげで、特定可能である。
【００１３】
極薄（２〜１０ｎｍ）で共形のＲｕＯ２フィルムは、紫外域からテラヘルツ域の広いスペクトル範囲にわたって透明であって、その一方で同時に高い電気的導電性（〜１０００Ｓ ｃｍ−１）を示し、単純及び複雑な誘電性及び絶縁性の基材に、均一な厚さでコーティングを作ることを可能にする、単純で用途の広い化学的方法によって製造することが出来る。この素材に特有な側面は、ＲｕＯ２の金属的特性の結果であるその本来の電気的導電性と、周囲温度以下の温度での四酸化ルテニウムの被着及びそれに続く加熱によって製造される、この特定のタイプのＲｕＯ２に特有の特性とに関連している。結果として、またＩＴＯのような典型的な導電性酸化物とは対照的に、導電性を付与するのにドーピングを必要としないことから、合成が非常に単純化し、広範囲での適用先、例えば、複雑な基材、非平面の基材、視線遮蔽のある基材、又は構造を持つ基材、といった適用先において使用されることを可能にする。もう一つの重要性は、光学的な透明性が、紫外域から近赤外域、中赤外域を通し、ＴＨｚ域に至るまでの、広いスペクトル範囲にわたっていることである。さらに、この素材は、酸化物表面についての標準的な手法を用いて、機能化することができる。一つの特有の性能は、その後に行う、燃料電池、バッテリー、エレクトロクロミック素子、及び光電素子に関連するであろう、電気化学蒸着又は透過光診断のために、絶縁性の表面を透明導電層によってコーティングすることである。この基材は、ＲｕＯ２が被着しうるどのような表面でもよく、ＣａＦ２基材、シリコンウェハー、平面の基材、絶縁性の基材、無孔の基材、又は透明もしくは非不透明の基材が含まれるが、これらに限定されない。非不透明の（不透明でない）基材は、１つまたは複数の所望の波長において、所望の最小％透過率（例えば、５０％、６０％、７０％、８０％、又は９０％）を少なくとも持つ基材であって、前記所望の波長には、可視光域、紫外域、及び／又は赤外域の全スペクトル領域といった広い波長域が含まれる。ＲｕＯ２がその透明性に拘らずに、その導電的性質のために用いられるとき、シリコンのような不透明性の基材が使われてもよい。基材を浸漬させたときに、コーティングを望む部分がＲｕＯ４溶液と接触できている限り、基材は平面である必要はない。結果得られるＲｕＯ２コーティングは、そうした非平面の基材に適合させることができる。
【００１４】
ＲｕＯ２コーティングは、例えば、Ｒｙａｎ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ ４０６（２０００）１６９−１７２、Ｃｈｅｒｖｉｎ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｎｏ Ｌｅｔｔ．９（２００９）２３１６−２３２１、及び米国特許出願第２００９／００９２８３４号公報に開示されている方法に従って作成することができる。四酸化ルテニウム（ＲｕＯ４）を非水系溶液中に抽出し、このＲｕＯ４の尚早の分解を避けるために、常に冷却した状態にしておいてもよい。この冷却は、例えば、氷／アセトン浴槽によって行ってもよい。基材もまた溶液中に入れるときに冷却されていてもよいし、又は冷却されてなくてもよい。この溶液が周囲温度又は室温まで暖められるにつれて、前記ＲｕＯ４がＲｕＯ２へと分解し、前記基材上にナノ粒子の形で被着する。このナノ粒子は、電気的に接続されたナノ粒子のネットワークを形成しうる。
【００１５】
ＲｕＯ２の被着後、前記基材をコーティングの導電性、又は透明性を上昇させるために加熱してもよい。障害を持つＲｕＯ２が、例えば、１５０℃〜２５０℃において形成される可能性がある。より高い温度まで加熱すると、Ｘ線回折で観察可能なルチル型のＲｕＯ２が生産される可能性があり、このルチル型はこうした薄いコーティングにおいては透明性がより低く、より低い導電性を持つ。粒子はルチル型への変換の際に互いに分散し、そのことがコーティング中の電気的な接続性を失わせている可能性がある。前記加熱する工程は、例えば、酸素又は空気中で行うことができる。
【００１６】
ＲｕＯ２は、例えば、１０ｎｍ以下の厚さであってもよい。本明細書に開示される方法によって作成した単層は、わずか２〜３ｎｍの厚さであってもよい。処理を複数回繰り返して、より厚い層を作成することができる。コーティングは、複合材料とは対照的に、単一成分でのコーティングであって、例えば、少なくとも重量比で９０％、９５％、又は９９％のＲｕＯ２を有していてもよい。
【００１７】
コーティングの透明性を、その吸光度（ＯＤ：ｏｐｔｉｃａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ）によって定義してもよい。コーティングは、広範囲の波長にわたって低いＯＤを持ちうる。前記波長範囲は、例えば、６００ｎｍ、１μｍ又は１０μｍから、１００μｍ又は６００μｍ（０．５ＴＨｚ）までの範囲をとりうる。ＲｕＯ２の単層において、前波長域にわたるＯＤは、０．１、０．２、０．３、又は０．５の値をとりうる。コーティングのＯＤは、コーティングされた基材のＯＤを測定し、コーティングされていない基材のＯＤを減算することによって、決定することができる。複数のＲｕＯ２被着層においては、前記コーティングのＯＤが、０．１、０．２、０．３、又は０．５に層の数を乗算した値となるというように、ＯＤは線形的に上昇しうる。基材が両側をコーティングされた場合、層の数はコーティング方法を実施した回数の２倍となる。ＯＤは６００ｎｍより短い波長において、上昇する傾向にある。しかしながら、例えば、２２５ｎｍ、又は紫外もしくは近紫外のスペクトルの他の波長におけるＯＤは、６００ｎｍにおけるＯＤの、２倍、３倍、５倍、又は１０倍以下の値をとりうる。
【００１８】
コーティングは低い抵抗を持ちうる。コーティングがＲｕＯ２単層を持つとき、その面積抵抗は、例えば、１０００Ω、１５００Ω、５０００Ωの値をとりうる。多層コーティングは一般的に、より低い面積抵抗を持つ。
【００１９】
以下の実施例は、具体的な適用先を例示するために提供するものである。これらの具体的な実施例は、この適用先における本開示の範囲を制限することを意図するものではない。
【実施例１】
【００２０】
ＲｕＯ２の合成及び特性評価。酸化ルテニウムコーティングを、ＲｕＯ４の有機溶液からの分解を通して作成した。前駆体溶液を作成するために、前もって氷／アセトン浴槽で１分間冷却した複数の石油エーテルの分注物を用いて、前もってＴ<５℃に冷却した水溶液（０．５重量％溶液、Ｓｔｒｅｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社）からＲｕＯ４を抽出した。相転移後、非水性の前駆体溶液の各分注物を、分注物ミリリットルあたり数ミリグラムのＭｇＳＯ４（又はその他の水除去のための乾燥剤）と素早く混合し、粗いフィルターに通し、ドライアイス／アセトン浴槽中に保持したフラスコ中に収集した。前記非水性溶液（分注物を合わせたもの）を、次いで、水の氷浴槽中で熱的に平衡させ、前もって（水の氷浴槽で）冷却した、対象とする基材（例えば、フッ化カルシウム窓、石英スライド、ガラススライド、シリコンウェハー、チタン箔）を入れたガラスバイアル中にデカントし、十分な量の石油エーテルに浸漬させた。次いで、蓋をしたバイアルを浴槽から取り除き、室温で一晩（〜１５時間）置き、その後、かすかに茶／黒色のコーティングが観察された。このＲｕＯ２により改質された基材を、次いで、超音波破砕をしながら幾つかの石油エーテル分注物で洗浄し、その後空気中で数時間乾燥させた。
【００２１】
結果得られた被着したままのＲｕＯ２フィルムは、二探触子法によって計測すると、中程度の導電性を持っている。このフィルムの導電性は、空気又は酸素下で１５０℃〜２５０℃の温度まで加熱することによって、数オーダー上昇させることができる。そうした加熱処理後、このＲｕＯ２フィルムの導電性は、１０Ｓ ｃｍ−１のオーダーになる。様々な二次元的な透明基材上に作成されたＲｕＯ２コーティングの厚さは、過去にシリカ紙上に作成されたコーティング（〜３ｎｍ）と同等のものであると見積もられる。ＲｕＯ２の追加の層を、その後の被着工程において被着させることが可能であり、各層毎にさらに〜３ｎｍのＲｕＯ２が追加され、フィルムの吸光度は、平坦で一様なバックグラウンドを保ったまま、対応して比例的に上昇することが、実証されている。
【実施例２】
【００２２】
ＲｕＯ２フィルムの光学的特性。ＲｕＯ２薄フィルムの光学的特性を、平面ＣａＦ２基材の透過度測定（紫外域から中赤外域について周波数領域の透過度を用いて測定）と半絶縁性のシリコン基材の透過度測定（ＴＨｚ領域についてＴＨｚ−ＴＤＳを用いて測定）とによって決定した。分光学的測定を、１層、２層、及び３層のＲｕＯ２について、概して、導電性を最大化するために前記フィルムの各層について２００℃まで最初に加熱した後に、実施した。コーティングされた前記基材を加熱すると、吸光度は不可逆的に上昇し（つまり、透過度は減少し吸光度は上昇）たが、これはＲｕＯ２極薄フィルム加熱時の導電性上昇に基づいて予想されることである。ＣａＦ２上のＲｕＯ２フィルムの周波数領域における透過度は高い値を示し、スペクトル的に平坦であった。つまり、単層（表と裏の両面がコーティングされている）について述べると、紫外域の２５０ｎｍから赤外域の１０μｍまで、５０％のオーダー（ｌｏｇ（１／Ｔ）＝ＯＤ 〜０．３）で、変動は殆ど無かった（ＯＤは０．３から０．４の間で<３０％の変動）。ここで長波長域はＣａＦ２基質の透過度によって制限されている。Ｓｉ上のＲｕＯ２フィルムの透過度を、より長波長の周波数域、つまりＴＨｚ領域（別名、遠赤外域で、より具体的には０．５〜３．５ＴＨｚの領域で、１５ｃｍ−１まで下がる）まで測定したところ、紫外域から近赤外域までの透過度と同様である（２層について<０．５ＯＤ）ことが分かった。前記ＴＨｚ領域における複雑な導電性の見積もりを、ＴＨｚ−ＴＤＳと、以下の確立された手順（Ｗａｌｔｈｅｒ ｅｔ ａｌ．，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ ７６（２００７）１２５４０８）を用いて決定した。フィルム厚を３ｎｍと仮定すると、導電性の実数部分は前記ＴＨｚ領域においてほぼ一定であり、その平均値は〜３０００Ω−１ｃｍ−１である。ＣａＦ２上ＲｕＯ２のスペクトル依存性は、過去に報告された光学特性（Ｈｏｎｅｓ ｅｔ ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６７（１９９５）３０７８−３０８０、ｄｅ Ａｌｍｅｉｄ ｅｔ ａｌ．，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ．７３（２００６）１６５１０２）に比べて大きく異なっており、このＭＯＣＶＤによって作成されたバルクＲｕＯ２のフィルムについての報告においては、近赤外域において可視光域よりもかなり高い吸光度（報告されている反射率の値を使用）を示している。素材が電着について適切な導電性を持つことを実証するために、プルシアンブルーを、前もってＲｕＯ２単層を被着した標準的なＣａＦ２窓に電着させた（ＲｕＯ２（ＣａＦ２）を電着の作用電極として使用し、３００秒間５０μＡｃｍ−２の一定電流条件を適用した）。このプルシアンブルーコーティングＲｕＯ２（Ｃａｆ２）窓は、７００ｎｍ近くの広い明らかなバンドの結果として、その色素の特徴的な青色を目に見えて示しており、フーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ：Ｆｏｕｒｉｅｒ−ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ＩＲ）スペクトルは、赤外域の２０００ｃｍ−１付近で、予期されるシアン化物の振動をバンドとしてはっきりと示している（図４）。
【００２３】
明らかに、上述の教示を踏まえた多くの改変、変形が可能である。それゆえに、請求される対象は、具体的に記載された通り以外の方法で実施される可能性がある。要素の請求のための単数の言及、例えば、「ａ］、「ａｎ］、「ｔｈｅ」、又は「ｓａｉｄ」の冠詞の使用については、いかなるものも、当該要素を単数に制限するものとして解釈されるものではない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品であって、
基材と、
当該基材の一部の上のＲｕＯ２コーティングとを有し、
当該コーティングはＲｕＯ２のナノ粒子を有するものであることを特徴とする、物品。
【請求項２】
請求項１記載の物品において、前記基材は平面である、物品。
【請求項３】
請求項１記載の物品において、前記基材は不透明ではないものである、物品。
【請求項４】
請求項１記載の物品において、前記基材は絶縁性である、物品。
【請求項５】
請求項１記載の物品において、前記コーティングは１０ｎｍ以下の厚さである、物品。
【請求項６】
請求項１記載の物品において、
前記コーティングは、１又はそれ以上のＲｕＯ２層を有するものであり、
前記コーティングは、６００ｎｍから６００μｍまでの全波長において、層毎に０．２以下の吸光度を有するものである、物品。
【請求項７】
請求項１記載の物品において、前記コーティングの２２５ｎｍにおける吸光度は、６００ｎｍにおける吸光度の３倍以下である、物品。
【請求項８】
請求項１記載の物品において、前記コーティングは、１５００Ω未満の面積抵抗を持つＲｕＯ２単層を有するものである、物品。
【請求項９】
請求項１記載の物品において、前記コーティングは、少なくとも９０％のＲｕＯ２を有するものである、物品。
【請求項１０】
物品であって、
基材と、
当該基材の一部の上のＲｕＯ２コーティングとを有し、
当該コーティングは、
前記基材存在下の非極性溶媒中でＲｕＯ４がＲｕＯ２へと分解する温度において、ＲｕＯ４溶液及び非極性溶媒中に前記基材を浸漬させる工程と、
前記コーティングを形成させるために、前記基材及び溶液を、周囲条件下の周囲温度まで暖める工程と
を有する方法によって作成されるものであることを特徴とする、物品。
【請求項１１】
請求項１０記載の物品において、前記基材は平面である、物品。
【請求項１２】
請求項１０記載の物品において、前記基材は不透明ではないものである、物品。
【請求項１３】
請求項１０記載の物品において、前記コーティングを作成する方法は、さらに、
前記コーティングを最大温度１５０℃〜２５０℃まで加熱する工程を有するものである、物品。
【請求項１４】
請求項１０記載の物品において、前記コーティングを作成する方法は、さらに、
前記コーティング中に複数のＲｕＯ２層を形成させるために、前記基材を浸漬させる工程及び暖める工程を１回又は複数回繰り返す工程を有するものである、物品。
【請求項１５】
請求項１０記載の物品において、前記非極性溶媒は石油エーテルである、物品。
【請求項１６】
請求項１０記載の物品において、前記コーティングを作成する方法は、さらに、
前記基材をＲｕＯ４溶液に浸漬させる工程の前に、前記ＲｕＯ４を、水溶液から非極性溶媒中に抽出する工程を有するものである、物品。
【請求項１】
物品であって、
基材と、
当該基材の一部の上のＲｕＯ２コーティングとを有し、
当該コーティングはＲｕＯ２のナノ粒子を有するものであることを特徴とする、物品。
【請求項２】
請求項１記載の物品において、前記基材は平面である、物品。
【請求項３】
請求項１記載の物品において、前記基材は不透明ではないものである、物品。
【請求項４】
請求項１記載の物品において、前記基材は絶縁性である、物品。
【請求項５】
請求項１記載の物品において、前記コーティングは１０ｎｍ以下の厚さである、物品。
【請求項６】
請求項１記載の物品において、
前記コーティングは、１又はそれ以上のＲｕＯ２層を有するものであり、
前記コーティングは、６００ｎｍから６００μｍまでの全波長において、層毎に０．２以下の吸光度を有するものである、物品。
【請求項７】
請求項１記載の物品において、前記コーティングの２２５ｎｍにおける吸光度は、６００ｎｍにおける吸光度の３倍以下である、物品。
【請求項８】
請求項１記載の物品において、前記コーティングは、１５００Ω未満の面積抵抗を持つＲｕＯ２単層を有するものである、物品。
【請求項９】
請求項１記載の物品において、前記コーティングは、少なくとも９０％のＲｕＯ２を有するものである、物品。
【請求項１０】
物品であって、
基材と、
当該基材の一部の上のＲｕＯ２コーティングとを有し、
当該コーティングは、
前記基材存在下の非極性溶媒中でＲｕＯ４がＲｕＯ２へと分解する温度において、ＲｕＯ４溶液及び非極性溶媒中に前記基材を浸漬させる工程と、
前記コーティングを形成させるために、前記基材及び溶液を、周囲条件下の周囲温度まで暖める工程と
を有する方法によって作成されるものであることを特徴とする、物品。
【請求項１１】
請求項１０記載の物品において、前記基材は平面である、物品。
【請求項１２】
請求項１０記載の物品において、前記基材は不透明ではないものである、物品。
【請求項１３】
請求項１０記載の物品において、前記コーティングを作成する方法は、さらに、
前記コーティングを最大温度１５０℃〜２５０℃まで加熱する工程を有するものである、物品。
【請求項１４】
請求項１０記載の物品において、前記コーティングを作成する方法は、さらに、
前記コーティング中に複数のＲｕＯ２層を形成させるために、前記基材を浸漬させる工程及び暖める工程を１回又は複数回繰り返す工程を有するものである、物品。
【請求項１５】
請求項１０記載の物品において、前記非極性溶媒は石油エーテルである、物品。
【請求項１６】
請求項１０記載の物品において、前記コーティングを作成する方法は、さらに、
前記基材をＲｕＯ４溶液に浸漬させる工程の前に、前記ＲｕＯ４を、水溶液から非極性溶媒中に抽出する工程を有するものである、物品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２０１３−５１２１３０（Ｐ２０１３−５１２１３０Ａ）
【公表日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５４１２１７（Ｐ２０１２−５４１２１７）
【出願日】平成２２年１１月２９日（２０１０．１１．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５８１４７
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０６６４８８
【国際公開日】平成２３年６月３日（２０１１．６．３）
【出願人】（５００２３８７９０）アメリカ合衆国 (13)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２９日（２０１０．１１．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５８１４７
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０６６４８８
【国際公開日】平成２３年６月３日（２０１１．６．３）
【出願人】（５００２３８７９０）アメリカ合衆国 (13)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]