(57)【要約】      （修正有）【課題】簡便かつ経済的な熱放射可能な熱放射構造体の製造方法を提供する。【解決手段】（ａ）基板４と、基板の上に導体層１と、導体層１の上に誘電体層３とを含む基材を用意する工程、（ｂ）誘電体層の上に相転移材層を成膜する工程、及び（ｃ）相転移材層を成膜した基材を熱処理して、誘電体層の上に相転移材料の粒子が分散した膜２を形成する工程を含む、熱放射可能な熱放射構造体１０の製造方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程：
（ａ）基板と、基板の上に導体層と、導体層の上に誘電体層とを含む基材を用意する工程；
（ｂ）誘電体層の上に相転移材層を成膜する工程；及び
（ｃ）相転移材層を成膜した基材を熱処理して、誘電体層の上に相転移材料の粒子が分散した膜を形成する工程
を含む、熱放射可能な熱放射構造体の製造方法。
【請求項２】
相転移材料の粒子の平均粒径が、５ｎｍ以上３０００ｎｍ以下である、請求項１に記載の熱放射可能な熱放射構造体の製造方法。
【請求項３】
相転移材料の粒子の平均粒径が、５００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下である、請求項２に記載の熱放射可能な熱放射構造体の製造方法。
【請求項４】
工程（ｂ）において、５ｎｍ以上３０００ｎｍ以下の相転移材層を成膜する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱放射可能な熱放射構造体の製造方法。
【請求項５】
工程（ｃ）において、酸素圧２〜３０Ｐａにて熱処理を行う、請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱放射可能な熱放射構造体の製造方法。
【請求項６】
相転移材料が、ＶＯ２、ＭｘＶ１−ｘＯ２（ＭはＷ、Ｔｉ、Ｒｅ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ又はＭｇであり、０＜Ｘ＜１である）、Ｔｉ２Ｏ３、及びＷＯ３からなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱放射可能な熱放射構造体の製造方法。
【請求項７】
誘電体層が、アモルファスシリコン、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）、ポリシリコン、ポリゲルマニウム、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、ダイヤモンド、及び臭化カリウム（ＫＢｒ）からなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱放射可能な熱放射構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱を放射可能な熱放射構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を含む電子機器は、電子部品の性能や寿命の観点から、温度を適正な範囲に保つことが望まれている。そこで、熱マネジメントにより各種産業機器の効率化に貢献できれば、ＣＯ２排出削減等の環境対応をはじめとする非常に大きいインパクトを与えることができる。熱伝達の三モード（伝導、対流、輻射）のうち熱輻射は、高い制御性を有する。そこで、電子機器の温度を制御するために、機器内の熱輻射（熱放射）を利用することにより制御可能な熱制御装置が開発されている。そのような熱制御装置としては、金属／誘電体／金属（metal/insulator/metal, MIM）構造を有するものが知られており、これは２つの金属（導電体層）との間の誘電体層でのＬＣの共鳴回路が形成されることによる共鳴を利用しており、誘電体上に種々の金属パターンを形成することにより輻射熱流を制御できることが知られている。
【０００３】
従来のＭＩＭ構造体の製造における金属パターンの形成においては、電子線描画によるマスクパターン転写、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）による表面加工が必要であり、このような方法は製造コストが高く、また手間がかかるという問題があった。例えば特許文献１には、ＭＩＭ液晶パネルに用いるＭＩＭ素子の製造方法において画面部分のＭＩＭ素子パターンを逐次露光方式により形成することが記載されている。
【０００４】
一方、従来から、相転移材料を利用して、すなわち相転移材料の高温相と低温相における性質の違いを利用して、熱を制御すべき対象物の熱を制御することが知られている（例えば特許文献２−４）。相転移材料はそれぞれの材料組成に応じて固有の相転移温度又は固有の熱放射特性を有する。
【０００５】
ここで、特許文献５には基板上にＶＯ２等の相転移材料の層を形成する方法を開示されているが、特許文献５は可視光を透過させつつ、赤外光の透過を抑制するコーティングガラスの製造方法に関するものである。特許文献５において、赤外光の透過を抑制にはＶＯ２粒子間におけるプラズモン共鳴が利用されている。特許文献５によれば、プラズモン吸収による近赤外領域での透過率低下を実現するため、ＶＯ２ナノ粒子が特定の平均粒径以下で分散していることが好ましいことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２２２３９４号公報
【特許文献２】特開平１１−２１７５６２号公報
【特許文献３】特開２００２−１２０７９９号公報
【特許文献４】特開平１−２１２６９９号公報
【特許文献５】特開２０１５−１３７１８４号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】K. Ito, K. Nishikawa, H. Iizuka, H. Toshiyoshi, “Experimental investigation of radiative thermal rectifier using vanadium dioxide,” Applied Physics Letters 105, No. 25, 253503 (2014).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、仮に相転移材料の層を何らかの形状にて誘導体層上に形成して所定の温度にて共鳴が生じるような熱放射構造体とすることが可能である場合、このような熱放射構造体は使用される相転移材料の熱放出特性を変化させることができ、相転移材料として選択できる材料の種類が広がるため非常に有益である。しかしながら、このような熱放射構造体の製造において、相転移材料の層を形成後にパターン形成のためにレジスト塗布し、アルゴンガス等でエッチングを行った場合、相転移材料の残留の発生や相転移材料の形状が不安定となるという問題も生じる。
【０００９】
したがって、本発明は簡便かつ経済的な熱放射可能な熱放射構造体の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明者らは、熱放射構造体の製造において、誘電体層の上に相転移材層を成膜した後に熱処理を行うことにより、誘電体層の上に所望の温度において共鳴が生じるように相転移材料の粒子が分散した膜を形成することができ、これにより所望の放射特性を有する熱放射構造体が得られることを見出した。
【００１１】
すなわち、本発明は以下の発明を包含する。
［１］以下の工程：
（ａ）基板と、基板の上に導体層と、導体層の上に誘電体層とを含む基材を用意する工程；
（ｂ）誘電体層の上に相転移材層を成膜する工程；及び
（ｃ）相転移材層を成膜した基材を熱処理して、誘電体層の上に相転移材料の粒子が分散した膜を形成する工程
を含む、熱放射可能な熱放射構造体の製造方法。
［２］相転移材料の粒子の平均粒径が、５ｎｍ以上３０００ｎｍ以下である、［１］に記載の熱放射可能な熱放射構造体の製造方法。
［３］相転移材料の粒子の平均粒径が、５００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下である、［２］に記載の熱放射可能な熱放射構造体の製造方法。
［４］工程（ｂ）において、５ｎｍ以上３０００ｎｍ以下の相転移材層を成膜する、［１］〜［３］のいずれかに記載の熱放射可能な熱放射構造体の製造方法。
［５］工程（ｃ）において、酸素圧２〜３０Ｐａにて熱処理を行う、［１］〜［４］のいずれかに記載の熱放射可能な熱放射構造体の製造方法。
［６］相転移材料が、ＶＯ２、ＭｘＶ１−ｘＯ２（ＭはＷ、Ｔｉ、Ｒｅ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ又はＭｇであり、０＜Ｘ＜１である）、Ｔｉ２Ｏ３、及びＷＯ３からなる群から選択される少なくとも１種である、［１］〜［５］のいずれかに記載の熱放射可能な熱放射構造体の製造方法。
［７］誘電体層が、アモルファスシリコン、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）、ポリシリコン、ポリゲルマニウム、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、ダイヤモンド、及び臭化カリウム（ＫＢｒ）からなる群から選択される少なくとも１種である、［１］〜［６］のいずれかに記載の熱放射可能な熱放射構造体の製造方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、熱放射可能な熱放射構造体を簡便かつ経済的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】実施例１の熱放射構造体のＳＥＭ像を示す図である。
【図１Ｂ】実施例２の熱放射構造体のＳＥＭ像を示す図である。
【図２】本実施形態の熱放射構造体１０の構成を説明するための模式的断面図である。
【図３】図２の熱放射構造体の模式的斜視図である。
【図４】図２の熱放射構造体（１セル）の寸法例を説明するための模式的斜視図である。
【図５】熱放射構造体１０の高温における放射特性について、実施例３で行ったシミュレーション結果を示すグラフである。
【図６】熱放射構造体１０の低温における放射特性について、実施例３で行ったシミュレーション結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、熱放射可能な熱放射構造体の製造方法に関し、以下の工程：（ａ）基板と、基板の上に導体層と、導体層の上に誘電体層とを含む基材を用意する工程；及び（ｂ）誘電体層の上に相転移材層を成膜する工程；（ｃ）相転移材層を成膜した基材を熱処理して、誘電体層の上に相転移材料の粒子が分散した膜を形成する工程を含む（以下、本発明の製造方法ともいう）。本発明の製造方法によれば、従来のように電子線描画やＲＩＥを行う必要がないため経済的であり、誘電体層上に相転移材料を残留させることなく、安定した形状で、所望の温度において共鳴が生じるように相転移材料の粒子が分散した膜を簡便に形成することができる。本発明の製造方法により得られる熱放射構造体は、使用した相転移材料の高温相と低温相とで高いコントラストで輻射熱流を制御できる。
【００１５】
本発明の製造方法は、基板と、基板の上に導体層と、導体層の上に誘電体層とを含む基材を用意する工程（ａ）を含む。このような基材を用意する工程は、特に制限されないが、基板の表面に例えばスパッタリングにより導体層を形成した後、導体層の表面に例えばＡＬＤ法（atomic layer deposition：原子層堆積法）により誘電体層を形成する方法等が挙げられる。ここで、基板と導体層との間に接着層を設けてもよい。
【００１６】
上記基板の材料としては、具体的には、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、石英、ガラス及びＳｉ等が挙げられる。基板は、例えば、温度を制御する対象となる対象物の一部であってもよい。また基板は、例えば、熱を放射して加熱するためのヒーターの一部であってもよい。また基板を含めて、本発明の製造方法により得られる熱放射構造体を熱制御装置又は熱放射装置としてもよい。
【００１７】
上記基板の上の導体層の材料としては、金属が挙げられ、具体的には、金、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン、及びタンタル等が挙げられる。当業者であれば、誘電体層の材料及び後述する工程（ｂ）において成膜する相転移材層を構成する相転移材料を考慮し、得られる熱放射構造体に所望の放射特性を付与する観点から適宜導体層の材料を選択することができる。導体層の厚さは特に制限されないが、高い熱輻射コントラストを実現するために光学的に十分な厚さを確保する観点から、１００ｎｍ〜５００ｎｍであることが好ましい。
【００１８】
上記導体層の上の誘電体層の材料としては、例えば、アモルファスシリコン、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）、ポリシリコン、ポリゲルマニウム、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、ダイヤモンド、及び臭化カリウム（ＫＢｒ）等が挙げられる。当業者であれば、導体層の材料及び後述する工程（ｂ）において成膜する相転移材層を構成する相転移材料を考慮し、得られる熱放射構造体に所望の放射特性を付与する観点から誘電体層の材料を選択することができる。誘電体層の厚さは特に制限されないが、金属相での完全共鳴を達成するため、３０ｎｍ〜３００ｎｍであることが好ましい。
【００１９】
本発明の製造方法は、誘電体層の上に相転移材層を成膜する工程（ｂ）を含む。工程（ｂ）により成膜される相転移材層を構成する相転移材料としては、例えば、高温相での導電率が低温相での導電率よりも大きく、かつ、高温相での熱放射率が低温相での熱放射率よりも小さい材料（より具体的には、高温相では金属的性質を有し、低温相では絶縁体的性質を有し、かつ、高温相での熱放射率が小さく、低温相での熱放射率が大きい材料）を用いることができる。相転移材料としては、ＶＯ２、ＭｘＶ１−ｘＯ２（ＭはＷ、Ｔｉ、Ｒｅ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ又はＭｇであり、０＜Ｘ＜１である）、Ｔｉ２Ｏ３、及びＷＯ３等が挙げられ、室温付近に相転移温度を示すことから、ＶＯ２が好ましい。尚、二酸化バナジウムは、一般的に７０℃（３４３Ｋ）付近に相転移温度を有する。また上記ＭｘＶ１−ｘＯ２におけるＭ（Ｗ、Ｔｉ、Ｒｅ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ又はＭｇ）は、ＶＯ２の転移温度を低下させるドーピング元素として用いられており、このような材料としては、「J. Solid State Chem.、 3、 490-500(1971)の495頁の表I(Table I)」及び「App. Phys. Lett.、 95、 171909(2009)」を参照することができる。また相転移材料において、高温相での抵抗値と低温相での抵抗値とが３桁以上異なることが好ましい。
【００２０】
工程（ｂ）において、相転移材層の成膜方法は、特に制限されず、例えば、スパッタ、パルスレーザーアブレーション（ＰＬＤ）、電子ビーム（ＥＶＤ）等の物理気相蒸着法を挙げることができ、大面積への成膜が可能であることから、スパッタにより行うことが好ましい。Ｖ及び／又はＭ（ＭはＷ、Ｔｉ、Ｒｅ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ又はＭｇである）を用いて上記のような方法を用いることにより相転移材層を成膜することができる。
【００２１】
スパッタにより相転移材層を成膜する場合、その条件は所望の相転移材料からなる相転移材層が得られる限り特に制限されず、当業者あれば適宜調節することが可能であるが、例えばターゲットへの投入電力は１０〜１００Ｗであることが好ましく、基材温度を２５０〜３５０℃とすることが好ましく、また酸素含有不活性ガス中で行うことが好ましい。不活性ガスとしては、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ａｒガス、Ｘｅガス、Ｎ２ガスなどが挙げられるが、このうちＡｒガスが好ましい。
【００２２】
工程（ｂ）において、成膜する相転移材層の厚さは、後に行う工程（ｃ）において所望の平均粒径を有する相転移材料の粒子を形成させる観点から、好ましくは５ｎｍ以上３０００ｎｍ以下、より好ましくは５０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下、さらに好ましくは５００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下、特に好ましくは５１０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下である。相転移材層の厚さが大きい程、後に行う工程（ｃ）において得られる相転移材料の粒子の平均粒径は大きくなる。相転移材層の厚さは、例えば成膜時間を調整することにより調節することができる。
【００２３】
本発明の製造方法は、相転移材層を成膜した基材を熱処理して、誘電体層の上に相転移材料の粒子が分散した膜を形成する工程（ｃ）を含む。熱処理を行う酸素圧を調整することにより、得られる相転移材料の粒子の平均粒径を調節することができ、この観点から２〜３０Ｐａの酸素圧で行うことが好ましい。具体的には、酸素圧を高くすることにより、相転移材料の粒子の平均粒径を大きくすることができる。その他の熱処理の条件は所望の平均粒径を有する相転移材料の粒子を形成させることができる限り特に制限されず、当業者あれば適宜調節することが可能であるが、例えば温度は５５０〜６５０℃とすることが好ましく、３０分〜２時間行うことが好ましい。
【００２４】
工程（ｃ）により得られる相転移材料の粒子の平均粒径は、所望の温度において共鳴を生させ、相転移材料の高温相と低温相とで高いコントラストで輻射熱流を制御する観点から、好ましくは５ｎｍ以上３０００ｎｍ以下、より好ましくは５０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下、さらに好ましくは５００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下、特に好ましくは５１０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下である。平均粒径はＳＥＭ像の写真に含まれる各粒子の面積を算出したあと粒子１つあたりの平均面積を算出し、その平均面積を持つ円の直径を算出することより得られる。また、誘電体層の上の相転移材料の全粒子の面積が占める割合は、特に制限されないが、好ましくは１５〜９０％、より好ましくは３０〜９０％であることができる。
【００２５】
本発明の製造方法の一実施形態において、工程（ｂ）において５ｎｍ以上３０００ｎｍ以下の厚さの相転移材層を形成し、工程（ｃ）において酸素圧２〜３０Ｐａで熱処理を行う。これにより、誘電体層の上に５ｎｍ以上３０００ｎｍ以下の平均粒径を有する相転移材料の粒子を形成させることができる。
【００２６】
本発明の製造方法の別の一実施形態において、工程（ｂ）において１ｎｍ以上１００ｎｍ以下の厚さの相転移材層を形成し、工程（ｃ）において酸素圧８〜２０Ｐａで熱処理を行う。これにより、誘電体層の上に５ｎｍ以上３０００ｎｍ以下の平均粒径を有する相転移材料の粒子を形成させることができる。
【００２７】
本発明の製造方法のさらに別の一実施形態において、工程（ｂ）において１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の厚さの相転移材層を形成し、工程（ｃ）において酸素圧２〜８Ｐａで熱処理を行う。これにより、誘電体層の上に５０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下の平均粒径を有する相転移材料の粒子を形成させることができる。
【００２８】
工程（ｃ）により得られる相転移材料の粒子が分散した膜は、粒子の一次粒子が分散していてもよいし、粒子の一次粒子が凝集して二次粒子を形成してその二次粒子が分散していてもよいし、こうした一次粒子や二次粒子が混在しそれぞれが分散していてもよい。このような相転移材料の粒子が分散した形態は相転移材層の熱処理により相転移材料が自己組織化することにより得ることができる。ここで、「分散している」とは、粒子同士が５ｎｍ以上、好ましくは１０ｎｍ以上、より好ましくは５０ｎｍ以上離れていることをいう。
【００２９】
ここで、本発明の製造方法により得られる熱放射構造体が使用する相転移材料の熱放出特性と逆の特性を有するメカニズムについて説明する。
【００３０】
まず、熱放射構造体の温度が高温である場合、すなわち、熱放射構造体の温度が二酸化バナジウムの相転移温度以上（例えば３４５Ｋ以上）である場合について説明する。熱放射構造体の温度が高温である場合、二酸化バナジウムから構成される相転移材料は導電性を有し、熱放射構造体は、誘電体層が二つの導体層に挟まれた構造を有する。これにより、熱放射構造体は、主に赤外線として熱を放射可能な特性を有するメタマテリアルエミッターとして機能する。この特性は、マグネティックポラリトン（Magnetic polariton）で説明される共鳴現象によるものと考えられている。尚、マグネティックポラリトンとは、上下２枚の導体（相転移材料の粒子及び導体層）間の誘電体（誘電体層）内において強い電磁場の閉じ込め効果が得られる共鳴現象のことである。これにより、高温の熱放射構造体では、誘電体層のうち相転移材料の粒子と導体層の個別導体層とに挟まれる部分、そして導体層のうち誘電体層に接する部分が赤外線の放射源となる。そして、その放射源から放たれる赤外線は周囲環境に放射される。また、この熱放射構造体では、相転移材料の粒子、誘電体層若しくは導体層の材料、又は相転移材料の粒子の形状若しくは分散構造を調整することで、共鳴波長を調整することができると考えられる。これにより、熱放射構造体の放射面の放射率は、特定の波長において高くなる特性を示す。
【００３１】
次に、熱放射構造体の温度が低温である場合、すなわち、熱放射構造体の温度が二酸化バナジウムの相転移温度未満（例えば３３５Ｋ以下）である場合について説明する。熱放射構造体の温度が低温である場合、二酸化バナジウムから構成される相転移材料は絶縁体的性質となり、その低温相の導電率は高温相の導電率よりも著しく小さくなる。そのため、熱放射構造体は上述のようなメタマテリアルエミッターとして機能せず、共鳴現象は起こらない。その結果、低温時の熱放射構造体の熱放射率は、高温時の熱放射構造体の熱放射率よりも小さくなる。尚、低温時の熱放射構造体の熱放射率は、導体層（金属層）の存在により基板側からの熱輻射を反射し、相転移材料の粒子側への透過を抑制することができるため、低温相の二酸化バナジウムの熱放射率に比べて低くなる。
【００３２】
以上の理由により、本発明の製造方法により得られる熱放射構造体は、使用する相転移材料の熱放出特性と逆の特性を有することになる。
【００３３】
本発明の製造方法により得られる熱放射構造体は、使用する相転移材料の高温相（例えば３４５Ｋ以上）と低温相（例えば３３５Ｋ以下）とで、放射強度に基づき算出される熱放射率のコントラストが、２〜１０倍であることができる。
【００３４】
尚、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【実施例】
【００３５】
以下に、本発明を実施例に基づいて説明する。尚、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。
【００３６】
［実施例１：熱放射構造体の製造１］
（１）基材は以下からなるものを用いた：
基板：Ｓｉ基板、５２５０ｎｍ
導体層：タングステン、１００ｎｍ
誘電体層：アモルファスシリコン、３００ｎｍ。
（２）相転移材層の成膜
上記基材に対して、スパッタ成膜にてＶＯ２からなる１０ｎｍの相転移材層を成膜した。スパッタ成膜の条件は以下の通りである：
スパッタガス：Ａｒ（９９．５％）＋Ｏ２（０．５％）
ターゲット：バナジウム
スパッタ投入電力：１００Ｗ
基材温度：３５０℃。
（３）相転移材料の粒子の分散膜の形成
相転移材層を成膜した基材を、酸素圧８Ｐａの雰囲気下、６００℃で１時間熱処理して、ＶＯ２の粒子の分散膜を形成し、熱放射構造体を得た。
【００３７】
［実施例２：熱放射構造体の製造２］
上記「（２）相転移材層の成膜」において成膜時間を調整することにより１００ｎｍの相転移材層を成膜した以外は、実施例１と同様に熱放射構造体を得た。
【００３８】
実施例１及び２の熱放射構造体のＳＥＭ像をそれぞれ図１Ａ及び１Ｂに示す。図１ＡのＳＥＭ像より求めた実施例１の熱放射構造体におけるＶＯ２結晶粒の平均粒径は約１２０ｎｍ、ＳＥＭ像の写真に含まれる全粒子の面積が占める割合は２６％であった。図１ＢのＳＥＭ像より求めた実施例２の熱放射構造体におけるＶＯ２結晶粒の平均粒径は約１０００ｎｍ、ＳＥＭ像の写真に含まれる全粒子の面積が占める割合は３５％であった。実施例１の熱放射構造体及び実施例２の熱放射構造体のいずれにおいても、ＶＯ２結晶粒は概ね独立した一次粒子として存在しており、一部、一次粒子が数個繋がって二次粒子を形成していたが、一次粒子、二次粒子とも分散していた。尚、平均粒径は、以下のようにして求めた。すなわち、ＳＥＭ像の写真に含まれる各粒子の面積を算出したあと粒子１つあたりの平均面積を算出し、その平均面積を持つ円の直径を算出し、その値を平均粒径とした。
【００３９】
［実施例３：シミュレーションを用いた検証］
本発明の製造方法により得られる熱放射構造体の熱放射特性を検証するため、電磁界シミュレーター（ソフトウェア名：ＣＳＴ  ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ  ＳＴＵＤＩＯ  ２０１６）を用いて解析を行った。
【００４０】
解析した熱放射構造体の構成を図２−４に示す。図２は、熱放射構造体の構成を説明するための模式的断面図である。図３は、図２の熱放射構造体の模式的斜視図である。図４は、図２の熱放射構造体（１セル）の寸法例を説明するための模式的斜視図である。図２は、図３の熱放射構造体を点線ＡＡ’により矢印の方向に向かって切断した際の断面図に相当する。左右方向、前後方向及び上下方向は、図３又は４に示した通りとする。熱放射構造体１０は、基板４と、基板４の上に導体層１と、導体層１の上に誘電体層３と、誘電体層３の上に形成された相転移材料の粒子が分散した膜２とを含む。ここで、誘電体層３の上に形成された相転移材料の粒子が分散した膜２の形状は半球とし、図３に示すように規則的に分散しているとした。よって、上記相転移材料の粒子の平均粒径は図２及び４における「Ｗ」に相当する。
【００４１】
解析した熱放射構造体１０の構成について、相転移材料として二酸化バナジウム（ＶＯ２）を用い、導体層１としてタングステン（Ｗ）を用い、誘電体層３としてアモルファスシリコンを用いた。なお、電磁界シミュレーションにおいて、基板４は省略されている。これは、導体層１としてタングステンを用いており、該タングステンは光学的に十分厚いことで、導体層１の上下は電磁界的に分離されるため、基板４を設定しなくても結果に影響がないためである。
【００４２】
解析した熱放射構造体１０の構成の寸法は以下の通りである：
Ｐｗ：１３００ｎｍ
Ｗ：１０５０ｎｍ
ｔ１：１００ｎｍ
ｔ２：５２５ｎｍ
ｔ３：３００ｎｍ
尚、縦幅Ｌ（前後方向の幅）及び縦方向のピッチＰＬ（前後方向のピッチ）は、それぞれ横幅Ｗ（左右方向の幅）及び横方向のピッチＰＷ（左右方向のピッチ）と同じ寸法に設定した。
【００４３】
解析した熱放射構造体１０を構成する各材料の誘電率として、以下に示す定義式を参照した：
（二酸化バナジウム）
定義式：非特許文献１参照
パラメータ：非特許文献１参照
（アモルファスシリコン）
定義式：ε＝ε’＋ｉε’’
パラメータ：ε’＝１３、ε’’＝１
（タングステン）
「RefractiveIndex.INFO - Refractive index database」(https://refractiveindex.info/)の「W(Tungsten)」、「Ordal et al. 1988: n,k 0.667-200μm」を参照した。
【００４４】
図５及び６に、シミュレーション結果を示す。図５は、相転移材料（二酸化バナジウム）が高温相（３４５Ｋ）である場合の誘電率を用いて、熱放射構造体１０の放射特性を解析した結果を示す。図６は、相転移材料（二酸化バナジウム）が低温相（３３５Ｋ）である場合の誘電率を用いて、熱放射構造体１０の放射特性について解析した結果を示す。尚、図５及び６には、参考のため、それぞれの温度での黒体の放射スペクトルも示す。図５及び６より、低温時の熱放射構造体１０の熱放射率が高温時の熱放射構造体１０の熱放射率よりも小さくなっていることがわかる。
【００４５】
熱放射構造体１０の放射特性は、高温時において高い熱放射率を有し、低温時において低い熱放射率を有する。この特性は、相転移材料である二酸化バナジウムの放射特性（高温相にて低い熱放射率を有し、低温相にて高い熱放射率を有する放射特性）とは異なる。この結果は、熱放射構造体１０の構成により使用する相転移材料の熱放出特性を反転することができることを示している。
【００４６】
以上、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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