(57)【要約】  本発明は、式Ｃｕ３Ｔａ３ＭＯ１２で表される組成物を提供する。式中、ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｓｃまたはこれらの混合物である。これらの組成物は、１ｋＨｚから１ＭＨｚまでの周波数範囲にわたり、誘電率が高く、損失が小さい。【特許請求の範囲】
【請求項１】
式Ｃｕ３Ｔａ３ＭＯ１２（式中、ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｓｃまたはこれらの混合物である）で表される組成物。
【請求項２】
ＭがＡｌである請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
ＭがＧａである請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
ＭがＦｅである請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
ＭがＣｒである請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
ＭがＳｃである請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
誘電材料を含んでなるキャパシタであって、該誘電材料が式Ｃｕ３Ｔａ３ＭＯ１２（式中、ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｓｃまたはこれらの混合物である）で表される組成物を含んでなるキャパシタ。
【請求項８】
ＭがＡｌである請求項７に記載のキャパシタ。
【請求項９】
ＭがＧａである請求項７に記載のキャパシタ。
【請求項１０】
ＭがＦｅである請求項７に記載のキャパシタ。
【請求項１１】
ＭがＣｒである請求項７に記載のキャパシタ。
【請求項１２】
ＭがＳｃである請求項７に記載のキャパシタ。
【請求項１３】
誘電材料を有するキャパシタを含んでなる電子デバイスであって、該誘電材料が式Ｃｕ３Ｔａ３ＭＯ１２（式中、ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｓｃまたはこれらの混合物である）で表される組成物を含んでなる電子デバイス。
【請求項１４】
ＭがＡｌである請求項１３に記載の電子デバイス。
【請求項１５】
ＭがＧａである請求項１３に記載の電子デバイス。
【請求項１６】
ＭがＦｅである請求項１３に記載の電子デバイス。
【請求項１７】
ＭがＣｒである請求項１３に記載の電子デバイス。
【請求項１８】
ＭがＳｃである請求項１３に記載の電子デバイス。
【請求項１９】
（ａ）式Ｃｕ３Ｔａ３ＭＯ１２（式中、ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｓｃまたはこれらの混合物である）で表される組成物を含んでなる誘電材料を準備し、そして（ｂ）該誘電材料からキャパシタを製造することを含んでなるキャパシタの製造方法。
【請求項２０】
ＭがＡｌである請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
ＭがＧａである請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
ＭがＦｅである請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
ＭがＣｒである請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
ＭがＳｃである請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、式Ｃｕ３Ｔａ３ＭＯ１２で表される新規な組成物に関する。式中、ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｓｃまたはこれらの混合物である。
【背景技術】
【０００２】
電気容量を増大させるために誘電材料を使用することは周知であり、昔から使われている。これまでのキャパシタ誘電体は、２つのカテゴリに分類される。誘電体の第１のカテゴリは、比較的温度に依存しない誘電率を有するが、誘電率の値は低く、例えば５〜１０である。電気磁器および雲母などの材料がこのカテゴリに分類される。誘電体の第２のカテゴリは、非常に大きい誘電率、例えば１０００以上を有するが、事実上周波数に依存する。一例がチタン酸バリウムＢａＴｉＯ３である。
【０００３】
電気容量は誘電率に比例するので、高誘電率材料が望まれている。電子回路で満足して機能させるためには、誘電体は、最小限の周波数依存性を呈するような誘電率でなければならない。また、できるだけ小さい損失率または損失係数を有する誘電体が望まれている。
【発明の開示】
【０００４】
本発明は、式Ｃｕ３Ｔａ３ＭＯ１２で表される組成物を提供する。式中、ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｓｃまたはこれらの混合物である。こうした組成物は、１ｋＨｚから１ＭＨｚまでの周波数範囲にわたり高誘電率および低損失を有するので、例えば電子デバイスに有用である。該組成物は、移相器、整合式ネットワーク、オシレータ、フィルタ、共振器、並びにインターデジタル型三層キャパシタ、コプレーナ導波管およびマイクロストリップを含んでなるアンテナなどの電子デバイスのキャパシタとして特に有用である。また、キャパシタを製造する際のこの組成物の使用方法も提供される。
【０００５】
発明の詳細な記述
本発明の組成物はＣｕ３Ｔａ３ＭＯ１２であり、式中、ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｓｃまたはこれらの混合物である。こうした組成物は、例えば電子デバイスにおいて有用である。というのは、該組成物が、最小限の周波数依存性と低損失の高誘電率を必要とするようなデバイスにおいて利点を提供する誘電特性を有するからである。こうした組成物は、キャパシタとして具体的な用途を有する。
【０００６】
本発明の組成物は、次の手順により合成することができる。化学量論量の出発原料を完全に混合する。出発原料は、Ｍ２Ｏ３（Ｍは、Ａｌ、Ｇａ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｓｃまたはこれらの混合物である）、ＣｕＯおよびＴａ２Ｏ５が好ましい。混合粉末状の出発原料を、約９００℃で１２時間か焼する。か焼粉末を再粉化し、押圧して直径１２．７ｍｍ／厚さ１〜２ｍｍのディスクにする。このディスクを、空気中約９５０℃で２４時間かけて焼結させる。か焼および焼結のステップでは、室温すなわち約２０℃からか焼または焼結温度までの温度上昇速度は約２００℃／時間であり、か焼または焼結温度から室温すなわち約２０℃までの冷却速度は約１５０℃／時間である。
【０００７】
本発明のすべてのＣｕ３Ｔａ３ＭＯ１２相は、立方晶ペロブスカイト様Ｉｍ３構造で結晶化する。
【０００８】
誘電率の測定は、ディスク形状の試料で行うことができる。ディスク形状の試料表面を、微細な粗粒砂または研摩紙で研磨する。銀泥電極を表面に塗布し、７０〜１００℃で乾燥する。電気容量および誘電損失の測定は、２５℃の温度で１ｋＨｚから１ＭＨｚまでの周波数範囲にわたり、ヒューレット・パッカード（Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ）４２７５Ａおよび４２８４Ａ  ＬＣＲブリッジを使用して、２端子法により行うことができる。電気容量Ｃおよび損失係数は、ブリッジから直接読みとられる。誘電率（Ｋ）は、測定された電気容量Ｃ（ピコファラド単位）から、すなわち関係式Ｋ＝（１００Ｃｔ）／（８．８５４Ａ）から算出される。ここで、ｔはディスク成形された試料の厚さ（ｃｍ単位）、Ａは電極面積（ｃｍ２単位）である。
【実施例】
【０００９】
実施例１〜５
実施例１〜５の組成物Ｃｕ３Ｔａ３ＭＯ１２を次の手順で製造した。ここで、ＭはそれぞれＡｌ、Ｇａ、Ｆｅ、ＣｒおよびＳｃである。各実施例では、出発酸化物Ｍ２Ｏ３、ＣｕＯおよびＴａ２Ｏ５の適切な量を量論比に従い秤量し、めのう乳鉢で完全に混合した。使用した出発原料のｇ量を表１に示す。
【００１０】
【表１】
2005514776.tif 000002
【００１１】
各実施例では、混合粉末を９００℃で１２時間か焼した。か焼粉末を再粉化し、直径１２．７ｍｍ／厚さ１〜２ｍｍのディスクに押圧した。このディスクを空気中で１０００〜１１００℃で２４時間焼結させた。か焼および焼結ステップでは、室温すなわち約２０℃からか焼または焼結温度まで２００℃／時間の速度で温度を上昇させ、か焼または焼結温度から室温すなわち約２０℃まで１５０℃／時間の速度で温度を低下させた。
【００１２】
Ｘ線粉末回折パターンをジーメンス（Ｓｉｅｍｅｎｓ）Ｄ５０００回折計に記録させた。このデータは、すべての試料が立方晶ペロブスカイト様Ｉｍ３構造で結晶化していることを示した。測定された格子定数を、表２の一覧表に示す。
【００１３】
【表２】
2005514776.tif 000003
【００１４】
ディスク試料を研磨し、平滑な均一表面にして銀泥で電極化した。塗布した試料を７０〜１００℃で一晩乾燥した。ＨＰ−４２８４Ａ  ＬＣＲメータを使用して室温で１ｋＨｚから１ＭＨｚまでの周波数範囲にわたり、電気容量および損失正接の測定を行った。誘電率は高く、損失係数は低かった。実施例１〜５の試料の誘電率（Ｋ）および損失係数（ｔａｎδ）の変化を、２５℃で１０３Ｈｚから１０６Ｈｚまでの周波数範囲で測定し、表３に示した。誘電率および損失係数の周波数依存性は、周波数が３桁にわたり変化しても、最小限である。
【００１５】
【表３】
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【国際調査報告】
2005514776.tif 000005