(57)【要約】【課題】スマートカードの接触要素は、耐摩耗性の高い表面を有すると同時に、スマートカードと読取装置との間の高い電気接触を確保することが必要である。【解決手段】本発明は、スマートカードのカード接触要素は接触層でコーティングされた接触面を有し、接触面は読取装置接触要素と接触するように配置され、接触層は多元素物質であるスマートカードにおいて、多元素物質は、遷移金属または遷移金属の組み合わせをＭ、グループＡ元素またはグループＡ元素の組み合わせをＡ、炭素、窒素またはその両方をＸ、及び０を超える数字をｑ，ｙ及びｚとするような、化学式ＭｑＡｙＸｚと表される炭化物または窒化物の少なくとも１つの組成を有し、さらに、化合物ＭｑＡｙＸｚに対応する原子に基づいた単一元素、二元系、三元系、四元系またはそれより高い系からなる少なくとも１つのナノ複合材料を有することを特徴とするスマートカードを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スマートカード（１）を読み取るスマートカード読取装置（７）の読取装置接触要素（９）と電気接触を確立するカード接触要素（２）を備え、前記カード接触要素（２）は接触層でコーティングされた接触面（３）を有し、前記接触面（３）は前記読取装置接触要素（９）と接触するように配置され、前記接触層は多元素物質であるスマートカードにおいて、
前記多元素物質は、遷移金属または遷移金属の組み合わせをＭ、グループＡ元素またはグループＡ元素の組み合わせをＡ、炭素、窒素またはその両方をＸ、及び０を超える数字をｑ，ｙ及びｚとするような、化学式ＭｑＡｙＸｚと表される炭化物または窒化物の少なくとも１つの組成を有し、さらに、化合物ＭｑＡｙＸｚに対応する原子に基づいた単一元素、二元系、三元系、四元系またはそれより高い系からなる少なくとも１つのナノ複合材料（４）を有することを特徴とするスマートカード。
【請求項２】
前記多元素物質は、遷移金属または遷移金属の組み合わせをＭ、グループＡ元素またはグループＡ元素の組み合わせをＡ、炭素、窒素またはその両方をＸ、及び１，２，３またはそれより大きな数字をｎとするような、化学式Ｍｎ＋１ＡＸｎと表される炭化物または窒化物の少なくとも１つの組成を有し、さらに、化合物Ｍｎ＋１ＡＸｎに対応する原子に基づいた単一元素、二元系、三元系、四元系またはそれより高い系からなる少なくとも１つのナノ複合材料（４）を有することを特徴とする請求項１に記載のスマートカード。
【請求項３】
前記ナノ複合材料は、Ｍ−Ａ，Ａ−Ｘ，Ｍ−Ａ−Ｘ，Ｘ及びＭ−Ｘからなるグループから選択された少なくとも２つの相を有することを特徴とする請求項１または２に記載のスマートカード。
【請求項４】
前記遷移金属はチタン、Ｘは炭素、及び前記グループＡ元素はシリコン、ゲルマニウムまたは錫の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスマートカード。
【請求項５】
前記多元素物質はＴｉ３ＳｉＣ２であり、前記ナノ複合材料（４）は、Ｔｉ−Ｃ，Ｓｉ−Ｃ，Ｔｉ−Ｓｉ−Ｃ，Ｔｉ−Ｓｉ及びＣからなるグループから選択される少なくとも１つの相を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスマートカード。
【請求項６】
前記ナノ複合材料（４）は、少なくとも部分的にアモルファス状態にあることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のスマートカード。
【請求項７】
前記ナノ複合材料（４）は、少なくとも部分的にナノ結晶状態にあることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスマートカード。
【請求項８】
前記ナノ複合材料（４）は、ナノ結晶領域（５）と混ざり合ったアモルファス領域（６）を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のスマートカード。
【請求項９】
前記接触層は、金属層からなることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のスマートカード。
【請求項１０】
前記金属層は、Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｒｅ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｉまたは前述した金属のいずれかの少なくとも１つとの合金であることを特徴とする請求項９に記載のスマートカード。
【請求項１１】
前記金属層はいずれの金属または金属複合材料であり、前記複合材料は酸化物、炭化物、窒化物またはホウ化物とすることができることを特徴とする請求項９または１０に記載のスマートカード。
【請求項１２】
前記金属層はいずれの金属または金属複合材料であり、前記複合材料はポリマー、有機材料、または酸化物、炭化物、窒化物もしくはホウ化物のようなセラミックス材料であることを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載のスマートカード。
【請求項１３】
前記多元素物質は、多層構造の金属層で積層されていることを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載のスマートカード。
【請求項１４】
前記多元素物質は、接触面が金属であるように前記金属層の膜を有することを特徴とする請求項８〜１２のいずれかに記載のスマートカード。
【請求項１５】
前記接触層は、前記接触層の摩擦的、機械的、熱的及び電気的な特性を変更及び向上させるために、１つまたはいくつかの化合物または元素によりドープされることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載のスマートカード。
【請求項１６】
前記接触層は、０〜５０重量％の範囲内で、Ｍｎ＋１ＡＸｎ化合物に対応する少なくとも１つの単一元素Ｍ，Ａ，Ｘからなることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載のスマートカード。
【請求項１７】
スマートカード（１）を読み取る読取装置で、前記読取装置（７）は、スマートカード（１）のカード接触要素（２）と電気的な接触を確立する読取装置接触要素（９）を備え、前記読取装置接触要素（９）は、接触層でコーティングされた接触面（１０）を有し、前記接触面（１０）は、前記カード接触要素（２）と接触するように配置され、前記接触層は多元素物質である読取装置において、
前記多元素物質は、遷移金属または遷移金属の組み合わせをＭ、グループＡ元素またはグループＡ元素の組み合わせをＭ、炭素、窒素またはその両方をＸ、及び０を超える数字をｑ，ｙ及びｚとするような、化学式ＭｑＡｙＸｚと表される炭化物または窒化物の少なくとも１つの組成を有し、さらに、化合物Ｍｎ＋１ＡＸｎに対応する原子に基づいた単一元素、二元系、三元系、四元系またはそれより高い系からなる少なくとも１つのナノ複合材料（４）を有することを特徴とする読取装置。
【請求項１８】
前記多元素物質は、遷移金属または遷移金属の組み合わせをＭ、グループＡ元素またはグループＡ元素の組み合わせをＡ、炭素、窒素またはその両方をＸ、及び１，２，３またはそれより大きな数字をｎとするような、化学式Ｍｎ＋１ＡＸｎと表される炭化物または窒化物の少なくとも１つの組成を有し、さらに、化合物Ｍｎ＋１ＡＸｎに対応する原子に基づいた単一元素、二元系、三元系、四元系またはそれより高い系からなる少なくとも１つのナノ複合材料（４）を有することを特徴とする請求項１に記載の読取装置。
【請求項１９】
前記ナノ複合材料は、Ｍ−Ａ，Ａ−Ｘ，Ｍ−Ａ−Ｘ，Ｘ及びＭ−Ｘからなるグループから選択された少なくとも２つの相を有することを特徴とする請求項１７または１８に記載の読取装置。
【請求項２０】
前記遷移金属はチタン、Ｘは炭素、及び前記グループＡ元素はシリコン、ゲルマニウムまたは錫の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１７〜１９のいずれかに記載の読取装置。
【請求項２１】
前記多元素物質はＴｉ３ＳｉＣ２であり、前記ナノ複合材料（４）は、Ｔｉ−Ｃ，Ｓｉ−Ｃ，Ｔｉ−Ｓｉ−Ｃ，Ｔｉ−Ｓｉ及びＣからなるグループから選択される少なくとも１つの相を有することを特徴とする請求項１７〜２０のいずれかに記載の読取装置。
【請求項２２】
前記ナノ複合材料（４）は、少なくとも部分的にアモルファス状態にあることを特徴とする請求項１７〜２１のいずれかに記載の読取装置。
【請求項２３】
前記ナノ複合材料（４）は、少なくとも部分的にナノ結晶状態にあることを特徴とする請求項１７〜２１のいずれかに記載の読取装置。
【請求項２４】
前記ナノ複合材料（４）は、ナノ結晶領域（５）と混ざり合ったアモルファス領域（６）を有することを特徴とする請求項１７〜２３のいずれかに記載の読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スマートカードを読み取るスマートカード読取装置の読取装置接触要素と電気接触を確立するカード接触要素を有するスマートカードに関し、接触層でコーティングされた接触面を有する前記カード接触要素において、前記接触層は多元素物質であり、前記接触面は、前記読取装置接触要素と接触させるように配置されているものである。
【０００２】
また、本発明はスマートカードを読み取る読取装置に関し、スマートカードのカード接触要素と電気接触を確立する読取装置接触要素を有する前記読取装置において、前記読取装置接触要素は接触層にコーティングされた接触面を有し、前記接触層は多元素物質であり、前記接触面は、前記読取装置接触要素と接触させるように配置されているものである。
【背景技術】
【０００３】
今日、スマートカードは多くの分野で使用されており、その用途は拡大している。１つの例として、携帯電話におけるＳＩＭ（加入者識別モジュール）カードである。その他の使用例として、金融・銀行部門において、クレジットカードの磁気ストリップがスマートカードに置き換えられている。また、同様の使用例として、運輸部門における高速道路料金または公共交通機関の切符代としての支払い用途である。また、スマートカードは、ペイＴＶにおけるデジタル権利管理に使用されている。
【０００４】
スマートカードは、通常、片面にチップを有するクレジットカードと同サイズのプラスティックカードであるが、しかし、例えば、ＳＩＭカードに組み込まれているように、実際のチップのサイズより、大幅に小さいものや多少小さいものも可能である。
【０００５】
Ｍｎ＋１ＡＸｎ化合物の研究は、"The Mn+1AXn Phase: A new class of solids", Barsoum, Progressive Solid State Chemistry, vol. 28, pp 201-281, 2000、"Magnetron sputtered epitaxial single-phase Ti3SiC2 thin films", Palmquist et al., Applied Physics Letters, 2002.81: p. 835、及び"Structural characterization of epitaxial Ti3SiC2 film", Seppanen et al., Proc. 53rdAnnual Meeting of the Scandinavian Society for Electron Microscopy, Tampere, Finland, 12-15 June, 2002 Ed. J. Keranen and K. Sillanpaa, University of Tampere, Finland, ISSN 1455-4518, 2002, pp. 142-143.に記載されている。
【非特許文献１】バルソウム(Barsoum), 「Ｍｎ＋１ＡＸｎ相：固体の新たな分野」(The Mn+1AXn Phase: A new class of solids), プログレッシブ  ソリッド  ステイト  ケミストリ(Progressive Solid State Chemistry), 2000, vol. 28, pp 201-281
【非特許文献２】パルムクゥイスト、他(Palmquist et al.), 「マグネトロンスパッタのＴｉ３ＳｉＣ２のエピタキシャル単一相薄膜」(Magnetron sputtered epitaxial single-phase Ti3SiC2 thin films), アプライド  フィジクス  レター (Applied Physics Letters), 2002, 81, p. 835
【非特許文献３】セッパネン、他(Seppanen et al.), 「Ｔｉ３ＳｉＣ２のエピタキシャル薄膜の構造的特性」(Structural characterization of epitaxial Ti3SiC2 film), 第５３回スカンジナビア電子顕微鏡協会年次大会議事録 (Proc. 53rd Annual Meeting of the Scandinavian Society for Electron Microscopy), タンペレ、フィンランド、２００２年６月１２−１５日(Tampere, Finland, 12-15 June, 2002) 編集者:ジェイ・ケラネン、ケイ・シッランパー、フィンランド・タンペレ大学 (Ed. J. Keranen and K. Sillanpaa, University of Tampere, Finland), ISSN 1455-4518, 2002, pp. 142-143
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これら多くのスマートカードは、認証やスマートカードに関連付けられた口座からの現金引出のために、繰り返し読取装置に挿入される。そのため、スマートカードの接触要素は、耐摩耗性の高い表面を有すると同時に、スマートカードと読取装置との間の高い電気接触を確保することが必要である。スマートカードの読取装置に関しても、同様の要求が課される。
【０００７】
これを実現するために、金で接触面をコーティングして使用されるのが通常である。しかし、金を使用する欠点として価格が高いことが挙げられる。このため、スマートカード及びスマートカード読取装置に使用可能で、耐摩耗性を確保し、高い電気接触を有するが、コスト効率の高いコーティングに対するニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、耐摩耗性を有する接触要素を備え、読取装置との高い電気接触を確保し、コスト効率の高い方法で製造可能なスマートカードを提供する。
【０００９】
本発明のもう１つの目的は、耐摩耗性を有する接触要素を備え、読取装置との高い電気接触を確保し、コスト効率の高い方法で製造可能なスマートカード読取装置を提供する。
【００１０】
本発明に係るこれらの目的は、請求項１に記載のスマートカードを用いることで達成される。それらの好適な実施様態は、従属項である請求項２〜１６に記載されている。
【００１１】
上記の目的は、請求項１７に記載の読取装置を用いることでも実現でき、従属項である請求項１８〜２４に記載されている。
【００１２】
本発明のスマートカードにおいて、多元素物質は、遷移金属または遷移金属の組み合わせをＭ、グループＡ元素またはグループＡ元素の組み合わせをＡ、炭素、窒素またはその両方をＸ、及び０を超える数字を示すようなｑ，ｙ及びｚにより、化学式ＭｑＡｙＸｚと表される炭化物または窒化物の少なくとも１つの組成を有する。また、多元素物質は、化合物ＭｑＡｙＸｚに対応する原子に基づいた単一元素、二元系、三元系、四元系またはそれより高い系からなる少なくとも１つのナノ複合材料を有する。
【００１３】
化合物の組成は、例えば、Ｍ０．２ＡＸ，Ｍ０．２ＡＸ０．１，Ｍ４ＡＸ、またはＭ２ＡＸ２などがある。
【００１４】
「ナノ複合材料」とは、０．１ｎｍ〜１０００ｎｍ程度の特有の大きさを有する、結晶、領域または構造からなる複合材料である。
【００１５】
このような接触層を有することで、高い電気接触を確保しながら、極めて高い耐磨耗性を実現可能である。また、使用する多元素物質のコストは、金のコストに比べ低い。
【００１６】
１つの実施形態において、多元素物質は、遷移金属または遷移金属の組み合わせをＭ、グループＡ元素またはグループＡ元素の組み合わせをＡ、炭素、窒素またはその両方をＸ、及び１，２，３またはそれより大きな数字を示すｎにより、化学式Ｍｎ＋１ＡＸｎと表される炭化物または窒化物の少なくとも１つの組成を有する。また、多元素物質は、化合物Ｍｎ＋１ＡＸｎに対応する原子に基づいた単一元素、二元系、三元系、四元系またはそれより高い系からなる少なくとも１つのナノ複合材料（４）を有する。本発明に係る多元素物質のこれらの特定の形態は、耐磨耗性及び電気接触の観点から極めて良好な特性を得られることが示されている。
【００１７】
ナノ複合材料は、Ｍ−Ａ，Ａ−Ｘ，Ｍ−Ａ−Ｘ，Ｘ及びＭ−Ｘからなるグループから選択された少なくとも２つの相を有するのが好ましい。このようにして、接触層は、特に耐衝撃性を高め、接触抵抗を低減する。
【００１８】
本発明に係る１つの実施様態は、遷移金属がチタン、Ｘが炭素、及びグループＡ元素がシリコン、ゲルマニウムまたは錫の少なくとも１つである。このような多元素物質により、非常に高い耐磨耗性と同時に、極めて低い接触抵抗も実現可能である。
【００１９】
本発明に係る好適な実施形態によると、多元素物質はＴｉ３ＳｉＣ２であり、ナノ複合材料は、Ｔｉ−Ｃ，Ｓｉ−Ｃ，Ｔｉ−Ｓｉ−Ｃ，Ｔｉ−Ｓｉ及びＣからなるグループから選択された少なくとも１つの相を有する。
【００２０】
ナノ複合材料は、少なくとも部分的にアモルファス状態またはナノ結晶状態にあることも可能であり、ナノ結晶領域と混ざり合ったアモルファス領域を有することも可能である。
【００２１】
接触層は金属層を有することも可能である。
【００２２】
金属層は、金、銀、パラジウム、白金、ロジウム、イリジウム、レニウム、モリブデン、タングステン、ニッケル、または前述の金属の少なくとも１つを有する合金のいずれも好適である。
【００２３】
１つの実施形態において、金属層は、金属または金属化合物であり、金属化合物は酸化物、炭化物、窒化物またはホウ化物とすることが可能である。
【００２４】
本発明に係るスマートカード読取装置において、多元素物質は、遷移金属または遷移金属の組み合わせをＭ、グループＡ元素またはグループＡ元素の組み合わせをＡ、炭素、窒素またはその両方をＸ、及び０を超える数字を示すようなｑ，ｙ及びｚにより、化学式ＭｑＡｙＸｚと表される炭化物または窒化物の少なくとも１つの組成を有する。また、多元素物質は、化合物ＭｑＡｙＸｚに対応する原子に基づいた単一元素、二元系、三元系、四元系またはそれより高い系からなる少なくとも１つのナノ複合材料を有する。このような接触層を有する読取装置は、極めて高い耐磨耗性持ち、またスマートカードに対して良好な電気接触を確保しながらも、金を接触層として使用した場合より低いコストで製造可能である。
【００２５】
１つの実施形態において、多元素物質は、遷移金属または遷移金属の組み合わせをＭ、グループＡ元素またはグループＡ元素の組み合わせをＡ、炭素、窒素またはその両方をＸ、及び１，２，３またはそれより大きな数字を示すｎにより、化学式Ｍｎ＋１ＡＸｎと表される炭化物または窒化物の少なくとも１つの組成を有する。また、多元素物質は、化合物Ｍｎ＋１ＡＸｎに対応する原子に基づいた単一元素、二元系、三元系、四元系またはそれより高い系からなる少なくとも１つのナノ複合材料（４）を有する。本発明に係る多元素物質のこれらの特定の形態は、耐磨耗性及び電気接触の観点から極めて良好な特性が得られることが示されている。
【００２６】
ナノ複合材料は、Ｍ−Ａ，Ａ−Ｘ，Ｍ−Ａ−Ｘ，Ｘ及びＭ−Ｘからなるグループから選択された少なくとも２つの相を有するのが好ましい。このようにして、接触層は、特に耐衝撃性を高め、接触抵抗を低減する。
【００２７】
本発明に係る１つの実施様態は、遷移金属がチタン、Ｘが炭素、及びグループＡ元素がシリコン、ゲルマニウムまたは錫の少なくとも１つである。このような多元素物資により、非常に高い耐磨耗性と同時に、極めて低い接触抵抗も達成可能である。
【００２８】
本発明に係る好適な実施形態によると、多元素物質はＴｉ３ＳｉＣ２であり、ナノ複合材料は、Ｔｉ−Ｃ，Ｓｉ−Ｃ，Ｔｉ−Ｓｉ−Ｃ，Ｔｉ−Ｓｉ及びＣからなるグループから選択された少なくとも１つの相を有する。
【００２９】
ナノ複合材料は、少なくとも部分的にアモルファス状態またはナノ結晶状態にあることも可能であり、ナノ結晶領域と混ざり合ったアモルファス領域を有することも可能である。
【００３０】
本発明のさらに詳細な説明を、本発明の今現在における好適な実施様態の例を示している添付された概略図を参照しながら行う。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１のスマートカードは、一般的な化学式Ｍｎ＋１ＡＸｎで表される組成を有し且つ化合物Ｍｎ＋１ＡＸｎに対応する原子に基づいた単一元素、二元系、三元系、四元系またはそれより高い系からなるナノ複合材料４（図２を参照）を含有する多元素物質の接触層でコーティングされた接触面３を有するチップ２を備える。たとえ、多元素物質が化学式Ｍｎ＋１ＡＸｎで表される組成に対応する原子に基づいていたとしても、Ｍｎ＋１及びＸｎが一般化学式で特定される割合の１／１０から２倍と異なるように、異なる元素の割合は様々である。そのため、実施例のように、組成は、Ｍ０．２ＡＸ、Ｍ０．２ＡＸ０．１、Ｍ４ＡＸまたはＭ２ＡＸ２も可能であり、ｑ，ｙ及びｚは０を超える数字を示す更に一般的な化学式ＭｑＡｙＸｚに対応する。
【００３２】
図３は、図１のスマートカードを読み取る読取装置を示している。読取装置７は、スマートカードを読み取るために挿入するスロット８を備える。スマートカード１がスロット８に挿入されると、チップ２は読取装置の接触要素９と接触する。スマートカード１のチップ２のように、読取装置７の接触要素９は、Ｍｎ＋１ＡＸｎとして説明され且つ化合物Ｍｎ＋１ＡＸｎに対応する原子に基づいた単一元素、二元系、三元系、四元系またはそれより高い系からなるナノ複合材料４を含有する多元素物質の接触層を有する接触面１０を備える。スマートカードの場合と同様に、多元素物質の組成は多様であり、ｑ，ｙ及びｚは０を超える数字を示す更に一般的な化学式ＭｑＡｙＸｚに対応する。
【００３３】
近年、一般的な化学式Ｍｎ＋１ＡＸｎの化合物は、良好な機械的及び電気的な特性を有していることが発見された。これらの化合物において、Ｍは遷移金属または遷移金属の組み合わせ、ＡはグループＡ元素またはグループＡ元素の組み合わせ、Ｘは炭素、窒素、または両方の組み合わせ、及びｎは１，２，３またはそれより大きな数字である。グループＡ元素は、アルミニウム、シリコン、燐、硫黄、ガリウム、ゲルマニウム、砒素、カドミウム、インジウム、錫、タリウム及び鉛である。遷移金属は、スカンジウム、チタン、ヴァナジウム、クロム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ハフニウム及びタンタルである。
【００３４】
Ｍｎ＋１ＡＸｎ化合物は、グループＡ元素の層を分けている遷移金属層の数により特徴づけられる。いわゆる２１１化合物は２つの遷移金属層を有し、３１２化合物は３つの遷移金属層を、４１３化合物は４つの遷移金属層を有する。最も一般的である２１１化合物の例では、Ｔｉ２ＡｌＣ，Ｔｉ２ＡｌＮ，Ｈｆ２ＰｂＣ，Ｎｂ２ＡｌＣ，（ＮｂＴｉ）２ＡｌＣ，Ｔｉ２ＡｌＮ０．５Ｃ０．５，Ｔｉ２ＧｅＣ，Ｚｒ２ＳｎＣ，Ｔａ２ＧａＣ，Ｈｆ２ＳｎＣ，Ｔｉ２ＳｎＣ，Ｎｂ２ＳｎＣ，Ｚｒ２ＰｂＣ及びＴｉ２ＰｂＣ。３１２化合物は、Ｔｉ３ＡｌＣ２，Ｔｉ３ＧｅＣ２及びＴｉ３ＳｉＣ２の３種類のみが既知である。２種類の４１３化合物は、Ｔｉ４ＡｌＮ３及びＴｉ４ＳｉＣ３である。
【００３５】
Ｍｎ＋１ＡＸｎ化合物は、三元系、四元系またはそれより高い系も可能である。三元系は、３種類の元素を有する例えばＴｉ３ＳｉＣ２であり、四元系は、４種類の元素を有する例えばＴｉ２ＡｌＮ０．５Ｃ０．５などである。高次な系は、弾性的、熱的、化学的、電気的に、二元系の多くの特性を持ち合わせる。
【００３６】
読取装置７と同様に、スマートカード１の実施形態において、接触層の多元素物質はＴｉ３ＳｉＣ２であり、ナノ複合材料４はＴｉ−Ｃ，Ｓｉ−Ｃ，Ｔｉ−Ｓｉ−Ｃ，Ｔｉ−Ｓｉ及びＣのナノ結晶５を含有する。各相の個々の量は、用途に応じて多様であり、いずれの場合にもこれらの相がすべて存在する必要はない。
【００３７】
接触層の多元素物質は、さらに異なる組成を有することも可能である。例えば、Ｍｎ＋１ＡＸｎ化合物に、グループＡ元素が複数の場合や炭素及び窒素の両方が存在してもよい。別の好適な多元素物質の１つの例は、Ｔｉ３Ｓｉ０．５Ｓｎ０．５Ｃ２である。錫単体は接触層を非常に吸湿性の高い状態にしてしまい、シリコン単体ではチップ２に絶縁酸化物を形成するように酸化が起こるため、錫とシリコンとの組み合わせは有利な点がある。
【００３８】
実施形態において、多元素物質は、アモルファス領域６と混ざり合ったナノ結晶５からなるナノ複合材料を有する図２ａに示すような構造を備える。ナノ結晶５は、すべて同相または異相であることが可能である。
【００３９】
別の実施形態において、多元素物質は、いくつかのナノ結晶がアモルファス層１１またはナノ結晶層１２に囲まれたナノ結晶５と混ざり合ったアモルファス領域６からなるナノ複合材料を有する図２ｂに示すような構造を備える。
【００４０】
さらにもう１つの別の実施形態において、多元素物質は、ナノ結晶領域５からなるナノ複合材料４を有する図２ｃに示すような構造を備える。
【００４１】
接触層の厚みは、好適には０．００１μｍ〜１０００μｍの範囲内であり、摩擦係数は一般的に低く、通常０．０１〜０．１である。
【００４２】
その他の実施形態において、ナノ結晶は別の相からなる薄膜でコーティング可能である。
【００４３】
ナノ結晶とアモルファス領域との間の分布は、上記に例示されたものと異なることも可能である。ナノ複合材料は、およそ全体的に結晶またはおよそ全体的にアモルファスであることが可能である。
【００４４】
接触層は、例えば国際公開０４／０４４２６３号において開示されている方法を用いて、物理気相成長法（ＰＶＤ）または化学気相成長法（ＣＶＤ）によりチップ２上に蒸着される。また、接触層は、無電解析出またはプラズマ溶射により電気的に蒸着される。また、多元素物質及びナノ複合材料の分離膜を形成すること及びスマートカード１のチップ２または読取装置７の接触要素９にこれを適用することは想達可能である。
【００４５】
ナノ複合材料は、例えばＭ−Ａ，Ａ−Ｘ，Ｍ−Ａ−ＸまたはＸの１つ以上の相において、Ｍ，Ａ及びＸの元素の少なくとも１つを有する、少なくとも１つのＭ−Ｘ及びＭ−Ａ−Ｘのナノ結晶及びアモルファス領域からなることが可能である。
【００４６】
１つの実施形態において、ナノ複合材料は、炭化物または窒化物の単一元素、二元系、三元系、四元系またはそれより高い系の個々の領域からなる。
【００４７】
また、ナノ複合材料は、異なるＭｎ＋１ＡＸｎ相の組み合わせも可能である。
【００４８】
接触層は、接触要素２，９全体を連続的に覆うのがよいが、不連続的でも可能である。
【００４９】
実施形態において、接触層の多元素物質１３は、図４に示されたように、薄い金属層１４でコーティングされることも可能である。好適には、接触層の表面は金属的なように、金属層を備える。
【００５０】
別の実施形態において、接触層は、図５に示されるように、金属層１４と多元素層１３とが交互になったサンドイッチ構造をすることも可能である。例えば、図示されているように、多元素層は、典型的な繰返し構造である多層構造の金属層で積層されている。
【００５１】
更に別の実施形態において、多元素層はナノ結晶状態５の領域からなることも可能であり、また図６に示されるように、薄い金属層１４でコーティング可能である。
【００５２】
更に別の実施形態において、多元素層は、ナノ結晶状態の領域からなることも可能であり、また図７に示されるように、繰返し構造の金属層で積層可能である。
【００５３】
金属は、金、銀、パラジウム、白金、ロジウム、イリジウム、レニウム、モリブデン、タングステン、ニッケルまたはこれらの金属の少なくとも１つとの合金が好適であるが、他の金属も有用である。
【００５４】
他の実施形態に１おいて、例えば、必ずしも純金属でない層も、金属層として使用可能である。そのような金属層は、酸化物、炭化物、窒化物またはホウ化物とすることが可能な金属複合材料を含有する。複合材料は、ポリマー、有機材料または酸化物、炭化物、窒化物もしくはホウ化物のようなセラミックス材料からなることができる。
【００５５】
また、Ｍ，Ａ及びＸ元素と１つ以上の金属からなる多元素物質の合金を使用することも可能である。合金材料は、完全に一体化されているまたは析出の形態で存在することが可能である。使用される金属は、非炭化物形成金属であることが良い。好適には、０〜３０％の金属を添加するのが良い。
【００５６】
例えば金属層を有するもので、上記の型の金属層の厚さは、わずか１原子の層から１０００μｍの範囲が好適であり、さらに好適には、わずか１原子の層から５μｍの範囲である。例えば、範囲は１ｎｍ〜１０００μｍが可能である。
【００５７】
上記で言及した金属層は、多元素物質の粒または領域を覆うことが可能である。金属層と多元素物質の層とを組み合わせた全体の厚さは、一般的に０．０００１μｍ〜１０００μｍである。
【００５８】
多元素物質は、化学式Ｔｉｎ＋１ＳｉＣｎ＋Ｃｍの化合物のような形態で、過剰な炭素を含有することができる。自由な炭素元素は接触層の表面に移動され、表面を酸化から防止すると同時に電気接触を向上する。
【００５９】
摩擦、熱特性、機械的または／及び電気的特性のような特性を向上するために、似たような種類の接触層のドーピングは、リストのいずれかの化合物の１つまたは組み合わせを含有することが可能である。リストとは、単一のグループＡ元素、グループＡ元素の組み合わせ、Ｘは炭素、窒素またはその両方、Ｍ−Ｘのナノ複合材料、ナノ結晶及び／または例えばＭ−Ａ，Ａ−Ｘ，Ｍ−Ａ−Ｘのような、１つまたはいくつかの相においてＭ，Ａ及びＸ元素を有するアモルファス領域である。
【００６０】
実施例において、接触層は、０〜５０重量％の範囲内で、Ｍｎ＋１ＡＸｎ化合物に対応する少なくとも１つの単一元素Ｍ，Ａ，Ｘからなる。
【００６１】
また、ナノ複合材料を有する多元素物質は、例えば、リードスイッチのコーティングなど、他の用途において使用されることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】クレジットカード形態における本発明のスマートカードの上面図である。
【図２ａ】アモルファス領域に混ざり合ったナノ結晶を持つナノ複合材料を有する多元素物質層の構造の概略図である。
【図２ｂ】アモルファス領域と混ざり合い、ナノ結晶層及びアモルファス層を持つナノ結晶を有する多元素物質の別の構造の概略図である。
【図２ｃ】ナノ結晶状態の領域を持つ多元素物質の層の別の構造の概略図である。
【図３】本発明に係る読取装置の斜視図である。
【図４】多元素物質層及び金属層の概略図である。
【図５】繰返し構造の金属層で積層された多元素物質の概略図である。
【符号の説明】
【００６３】
１    スマートカード
２    カード接触要素
３，１０    接触面
４    ナノ複合材料
５    ナノ結晶領域
６    アモルファス領域
７    読取装置
９    読取装置接触要素
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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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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【図７】
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【国際調査報告】
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