(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内において、ホットプレートに向けて内包対象原子を導入することにより該内包対象原子のプラズマ流を形成し、該プラズマ流にフラーレンを導入し、前記プラズマ流の下流に配置した堆積プレートにバイアス電圧を印加しながら内包フラーレンを堆積させる内包フラーレンの製造方法において、
前記堆積プレートを同心円状に分割した複数の分割プレートから構成すると共に、該分割プレートのうちの中心部のプレートに−２Ｖ＜Δφａｐ＜＋２０Ｖのバイアス電圧Δφａｐを印加し、
前記フラーレンを前記プラズマ流の流出方向に沿って導入するようにしたことを特徴とする内包フ
ラーレンの製造方法。
【請求項２】
前記ホットプレートの半径をＲとして、前記分割プレートの中心部のプレートの半径をＲ＋５ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項１に記載の内包フラーレンの製造方法。
【請求項３】
前記堆積プレート手前に前記プラズマ流中におけるフラーレンイオンと内包対象原子イオンの分布を測定するための測定手段を設け、該測定手段からの測定信号に基づいて前記分割プレートのプレート毎に任意のバイアス電圧を印加することを特徴とする請求項１又は２に記載の内包フラーレンの製造方法。
【請求項４】
前記ホットプレートの半径をＲとして、前記プラズマ流の途中に、Ｒ＋５ｍｍ以上の内径を有する筒を設け、前記プラズマ流に沿うように前記筒の外周からフラーレンを導入することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の内包フラーレンの製造方法。
【請求項５】
前記内包対象原子がアルカリ金属原子であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の内包フラーレンの製造方法。
【請求項６】
前記フラーレンを複数のノズルから導入することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の内包フラーレンの製造方法。
【請求項７】
前記フラーレンを斜め方向に口を有するノズルから導入することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の内包フラーレンの製造方法。
【請求項８】
真空容器と、内包対象原子のプラズマ流を形成するためのプラズマ流形成手段と、前記真空容器内に前記プラズマ流の流出方向に沿ってフラーレンを導入するための導入手段と、
前記フラーレンの導入位置よりも前記プラズマ流の下流側に同心円状に分割して配置された複数の分割プレートを保持する保持手段と、前記各分割プレートのそれぞれに任意のバイアス電圧を印加するためのバイアス印加手段とを有することを特徴とする内包フラーレンの製造装置。
【請求項９】
前記バイアス印加手段は、前記各分割プレート毎に印加する電圧を独立して可変することを特徴とする請求項８に記載の内包フラーレンの製造装置。
【請求項１０】
前記バイアス印加手段は、中心部に配置された分割プレートへ−２Ｖ＜Δφａｐ＜＋２０Ｖのバイアス電圧Δφａｐを印加することを特徴とする請求項８又は９に記載の内包フラーレンの製造装置。
【請求項１１】
前記プラズマ流形成手段の半径をＲとして、前記分割プレートの中心部に配置されたものの半径をＲ＋５ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項８乃至１０の何れか１項載の内包フラーレンの製造装置。
【請求項１２】
前記分割プレートよりも上流側に前記プラズマ流中におけるフラーレンイオンと内包対象原子イオンの分布を測定するための測定手段が配置され、該測定手段からの信号に基づいて前記バイアス印加手段で印加する前記各分割プレートへ印加するバイアス電圧を独立して制御するようにしたことを特徴とする請求項８乃至請求項１１の何れか１項記載の内包フラーレンの製造装置。
【請求項１３】
前記プラズマ流形成手段の半径をＲとして、前記プラズマ流の途中に内径がＲ＋５ｍｍ以上の半径を有する筒が配置され、前記プラズマ流に沿うように前記筒の外周からフラーレンが導入されることを特徴とする請求項８乃至請求項１２の何れか１項記載の内包フラーレンの製造装置。
【請求項１４】
前記筒の下流端から前記分割プレートまでの距離を前記筒の長さの２倍以上としたことを特徴とする請求項１３に記載の内包フラーレンの製造装置。
【請求項１５】
前記内包対象原子はアルカリ金属原子であることを特徴とする請求項８乃至１４の何れか１項記載の内包フラーレンの製造装置。
【請求項１６】
前記プラズマ流形成手段は、ホットプレートと、該ホットプレーに向けて前記内包対象原子を導入するためのノズルとを備えていることを特徴とする請求項８乃至請求項１５の何れか１項記載の内包フラーレンの製造装置。
【請求項１７】
少なくとも前記筒の下流端よりも下流側に、前記真空容器の壁を冷却するための冷却手段を設けたことを特徴とする請求項８乃至請求項１６の何れか１項記載の内包フラーレンの製造装置。
【請求項１８】
前記フラーレンを複数のノズルから導入することを特徴とする請求項８乃至請求項１７の何れか１項記載の内包フラーレンの製造装置
【請求項１９】
前記フラーレンを斜め方向に口を有するノズルから導入することを特徴とする請求項８乃至請求項１７の何れか１項記載の内包フラーレンの製造装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内包フラーレンの製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
【非特許文献１】プラズマ・核融合学会誌  第７５巻第８号  １９９９年８月発行  従来から、内包フラーレンの製造技術としては、図６に示す技術が提案されている（非特許１参照）。
【０００３】
この技術は、真空容器内において、内包対象原子のプラズマ流に、フラーレンを噴射し、プラズマ流の下流に配置したプレートに内包フラーレンを堆積させることにより内包フラーレンを製造するものである。
【０００４】
このような技術によれば、低温において、収率よく内包フラーレンを製造することが可能となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような技術においては、プレートの中心部においては内包率が良くないという問題点を有している。すなわち、内包フラーレンはほとんどプラズマ流の半径方向外側の部分に堆積しており、プラズマ流の半径方向内側には内包フラーレンはほとんど堆積しないという問題点を有している。
【０００６】
一方、近時、内包フラーレンの各種有用性が着目され、より収率性良く内包フラーレンを製造することが可能な技術が望まれている。
【０００７】
本発明は、より収率性よく内包フラーレンを製造することが可能な内包フラーレンの製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の内包フラーレンの製造方法は、真空容器内において、ホットプレートに向けて内包対象原子を導入することにより該内包対象原子のプラズマ流を形成し、該プラズマ流にフラーレンを導入し、前記プラズマ流の下流に配置した堆積プレートにバイアス電圧を印加しながら内包フラーレンを堆積させる内包フラーレンの製造方法において、前記堆積プレートを同心円状に分割した複数の分割プレートから構成すると共に、該分割プレートのうちの中心部のプレートに−２Ｖ＜Δφａｐ＜＋２０Ｖのバイアス電圧Δφａｐを印加し、前記フラーレンを前記プラズマ流の流出方向に沿って導入することを要旨とする。
【０００９】
本発明の内包フラーレンの製造方法は、前記ホットプレートの半径をＲとして、前記分割プレートの中心部のプレートの半径をＲ＋５ｍｍ以下としたことを要旨とする。
【００１０】
本発明の内包フラーレンの製造方法は、前記堆積プレート手前に前記プラズマ流中におけるフラーレンイオンと内包対象原子イオンの分布を測定するための測定手段を設け、該測定手段からの測定信号に基づいて前記分割プレートのプレート毎に任意のバイアス電圧を印加することを要旨とする。
【００１１】
本発明の内包フラーレンの製造方法は、前記ホットプレートの半径をＲとして、前記プラズマ流の途中に、Ｒ＋５ｍｍ以上の内径を有する筒を設け、前記プラズマ流に沿うように前記筒の外周からフラーレンを導入することを要旨とする。
【００１２】
本発明の内包フラーレンの製造方法は、前記内包対象原子がアルカリ金属原子であることを要旨とする。
【００１３】
本発明のフラーレンの製造装置は、真空容器と、内包対象原子のプラズマ流を形成するためのプラズマ流形成手段と、前記真空容器内に前記プラズマ流の流出方向に沿ってフラーレンを導入するための導入手段と、前記フラーレンの導入位置よりも前記プラズマ流の下流側に同心円状に分割して配置された複数の分割プレートを保持する保持手段と、前記各分割プレートのそれぞれに任意のバイアス電圧を印加するためのバイアス印加手段とを有することを要旨とする。
【００１４】
本発明の内包フラーレンの製造装置は、前記バイアス印加手段は、前記各分割プレート毎に印加する電圧を独立して可変することを要旨とする。
【００１５】
本発明の内包フラーレンの製造装置は、前記バイアス印加手段は、中心部に配置された分割プレートへ−２Ｖ＜Δφａｐ＜＋２０Ｖのバイアス電圧Δφａｐを印加することを要旨とする。
【００１６】
本発明の内包フラーレンの製造装置は、前記プラズマ流形成手段の半径をＲとして、前記分割プレートの中心部に配置されたものの半径をＲ＋５ｍｍ以下としたことを要旨とする。
【００１７】
本発明の内包フラーレンの製造装置は、前記分割プレートよりも上流側に前記プラズマ流中におけるフラーレンイオンと内包対象原子イオンの分布を測定するための測定手段が配置され、該測定手段からの信号に基づいて前記バイアス印加手段で印加する前記各分割プレートへ印加するバイアス電圧を独立して制御するようにしたことを要旨とする。
【００１８】
本発明の内包フラーレンの製造装置は、前記プラズマ流形成手段の半径をＲとして、前記プラズマ流の途中に内径がＲ＋５ｍｍ以上の半径を有する筒が配置され、前記プラズマ流に沿うように前記筒の外周からフラーレンが導入されることを要旨とする。
【００１９】
本発明の内包フラーレンの製造装置は、前記筒の下流端から前記分割プレートまでの距離を前記筒の長さの２倍以上としたことを要旨とする。
【００２０】
本発明の内包フラーレンの製造装置は、前記内包対象原子はアルカリ金属原子であることを要旨とする。
【００２１】
本発明の内包フラーレンの製造装置は、前記プラズマ流形成手段は、ホットプレートと、該ホットプレーに向けて前記内包対象原子を導入するためのノズルとを備えていることを要旨とする。
【００２２】
本発明の内包フラーレンの製造装置は、少なくとも前記筒の下流端よりも下流側に、前記真空容器の壁を冷却するための冷却手段を設けたことを要旨とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の内包フラーレンの製造方法によれば、ホットプレートに向けて内包対象原子を導入することにより真空容器内に内包対象原子のプラズマ流が形成され、プラズマ流の流出方向に沿って真空容器内にフラーレンが導入され、プラズマ流の下流に配置した堆積プレートにバイアス電圧を印加することによって内包フラーレンが堆積されることにより、ホットプレートの中心部においても内包フラーレンを得ることが可能となり、プラズマ流の流出方向に沿ってフラーレンを導入することと相俟って、内包フラーレンの収率性を大幅に向上させることができ、しかも、フラーレン導入位置からホットプレートまでの距離を短くすることが可能となり、装置全体の小型化に貢献することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１に本発明の実施の形態に係る内包フラーレンの製造装置を示す。
【００２５】
この装置は、真空容器１と、内包対象原子のプラズマ流２を形成するためのプラズマ流形成手段としてのホットプレート３と、内包対象原子オーブン４と、プラズマ流２の下流側に配置され且つ同心円状に分割された複数の分割プレート５ａ，５ｂ，５ｃ（図２参照）からなる内包フラーレン堆積プレート５を保持する保持手段６と、各分割プレート５ａ，５ｂ，５ｃに任意のバイアス電圧を印加するためのバイアス印加手段７ａ，７ｂ，７ｃ（図２参照）と、内包フラーレン堆積プレート５よりも上流側でフラーレンを導入するためのフラーレン導入手段８とを有している。
【００２６】
以下この装置を詳細に説明する。
【００２７】
本例においては、内包対象原子のプラズマ流の形成手段は、タングステン等のホットプレート３と、アルカリ金属（内包対象原子の例）の蒸発用オーブンとしての内包対象原子オーブン４とから構成されている。約２５００℃に加熱されたホットプレート３に向けて内包対象原子オーブン４から内包対象原子であるアルカリを噴射すると、接触電離によってプラズマが生成される。この生成されたプラズマは電磁コイル１１により形成された均一磁場（Ｂ＝２〜７ｋＧ）に沿って真空容器１内の軸線方向に閉じ込められる。この際、ホットプレート３の直径がほぼプラズマ流２の直径となる。従って、プラズマ流２の径はホットプレート３の直径を変えることにより、装置の大きさなどに対応させて適宜の大きさに任意に選択することができる。
【００２８】
なお、真空容器１の外周には冷却手段（図示せず）を設けている。この冷却手段により真空容器１の内壁が冷却され、真空容器１の内壁において中性ガス分子をトラップするようにしてある。中性ガス分子を内壁にトラップすることにより不純物を含まないプラズマが生成可能となり、内包フラーレン堆積プレート５上には純度の高い内包フラーレンを得ることが可能となる。特に、筒１３を設けた場合はその筒１３の下流側端から内包フラーレン堆積プレート５までの間の真空容器１の内壁を少なくとも冷却するようにすることが好ましい。真空容器１の内壁温度としては、室温以下とすることが好ましく、０℃以下とすることがより好ましい。かかる温度とすることにより中性分子のトラップが行われやすくなり、より高純度の内包フラーレンを得ることが可能となる。
【００２９】
本例では、プラズマ流２の途中にプラズマ流２を覆うように、銅製の筒１３を設けている。この筒１３には孔が設けてあり、この孔からフラーレンをプラズマ流２に導入する。
その際、筒１３は、４００〜４５０℃に加熱される。筒１３に導入された後にプラズマ中でイオン化されずに内面に付着したフラーレンは再昇華される。
【００３０】
筒１３の内半径としては、ホットプレート３の半径をＲとしたとき、Ｒ＋５ｍｍ以上とすることが好ましい。筒１３の内半径がＲ＋５ｍｍ未満の場合には、プラズマ流２と筒１３との相互作用が大きくなり、プラズマ保持が低下して内包フラーレンの収率が減少してしまう。また、筒１３の内半径が大きすぎる場合には、装置全体が大型になってしまうばかりでなく、筒１３によるプラズマの閉じ込め効果が小さくなるなどの問題が生じる。
従って、筒１３の内半径は、好ましくはＲ＋５ｃｍ以下とする。筒１３の内半径がＲ＋５ｃｍ以下であれば、プラズマの閉じ込め効果が得られる。また、筒１３の内半径は、より好ましくは、Ｒ＋５ｃｍ以下とする。Ｒ＋５ｃｍ以下とすることにより、プラズマの密度を充分に高くすることができ内包フラーレンの形成に必要なイオンの反応が高い確率で起きる。
【００３１】
図６に示した装置においては、装置ごとに収率が異なっていた。本発明者は、筒の内半径が収率に影響することを見出したのである。特に、プラズマ流の半径と関係することを見出したのである。さらに、Ｒ＋５ｍｍ〜Ｒ＋５ｃｍという、ある限られた範囲において収率が著しく高くなることを見出したのである。
【００３２】
筒１３に設けられたフラーレンを導入する際におけるフラーレンの導入角度の拡がり角度としては、９０〜１２０°が好ましい。拡がり角度をこの範囲とすることによりプラズマへのフラーレンの導入が高効率化し、内包フラーレンの収率が向上する。なお、拡がり角度を変化させるためには、フラーレンの導入ノズルの径と長さとの比を変えればよい。
【００３３】
また、フラーレンは、図５に示すように、プラズマ流２の流れ方向に沿って噴出される。  
【００３４】
フラーレンの導入速度は、フラーレン昇華用オーブン４の温度上昇率により制御すればよい。温度上昇率としては、１００℃／分以上が好ましい。上限としては、突沸が生じない温度上昇率である。
【００３５】
筒１３の上流側（図1の図面上左）端とホットプレート３との間の距離ｌｕは、１．０〜２．０×（πＤＨ２／４）となるように設定することが好ましい。ＤＨはホットプレートの外径である。かかるｌｕとすることにより筒１３は、ホットプレートからの熱による影響を受けることを回避することができより経時的にも安定したプラズマの維持を図ることが可能となる。
【００３６】
真空容器１内において、内包フラーレン堆積プレート５の手前側には、イオン分布を測定するためのイオン測定用プローブ１４が設けてある。プローブ１４からの信号は、プローブ回路１５及びコンピューター１６に送られ、信号に基づき、内包フラーレン堆積プレート５に印加するバイアス電圧を制御するようになっている。
【００３７】
測定されたイオン密度分布によるバイアス電圧制御は、例えば、以下のように行う。イオン測定用プローブ１４は、プラズマの電位に対するバイアス電圧を印加してイオン測定用プローブ１４に流れる電流を測定し、その測定した電流力イオン密度を計算により求める。イオン測定用プローブ１４に正のバイアス電圧を印加すると、負イオンであるフラーレンイオンがイオン測定用プローブ１４に流入し、フラーレンのイオン密度を測定することができる。逆に、イオン測定用プローブ１４に負のバイアス電圧を印加すると、正イオンであるＮａなどの内包対象原子のイオン密度を測定することができる。このように、イオン測定用プローブ１４に対するバイアス電圧の印加極性を切り替え、イオン測定用プローブ１４をプラズマ流２の径方向に移動させてプローブ電流を測定することにより、フラーレンイオンと内包対象原子のイオンの密度分布を測定することができ、その測定したイオンの密度分布により、以下のように内包フラーレン堆積プレート５に印加するバイアス電圧を制御する。
【００３８】
各分割プレートに対応する測定位置において、
（１）フラーレンのイオン密度  ＞  内包対象原子のイオン密度
→  対応する分割プレートのバイアス電圧を小さくする。
（２）フラーレンのイオン密度  ＜  内包対象原子のイオン密度
→  対応する分割プレートのバイアス電圧を大きくする。
（３）フラーレンのイオン密度  ≒  内包対象原子のイオン密度
→  対応する分割プレートのバイアス電圧は変化させない。
【００３９】
バイアス電圧を変化させる程度は、フラーレンと内包対象原子のイオン密度の差により制御する。
【００４０】
内包フラーレン堆積プレート５は、図２に示すように、同心円状に３つの分割プレート５ａ，５ｂ，５ｃに分割されている。すなわち、中心部の分割プレート５ａは円形をなし、この分割プレート５ａの外周には、分割プレート５ａとは電気的に絶縁されてリング状の分割プレート５ｂ、５ｃが配置されている。なお、分割プレートの数は３つに限定するものではなく、２つでもよいし４つ以上でもよい。それぞれの分割プレート５ａ，５ｂ，５ｃには、バイアス電圧を独立に印加することができるように、バイアス印加手段７ａ，７ｂ，７ｃが設けられている。なお、分割プレート５ａ，５ｂ，５ｃの形状は、真空容器の形状に制限がなければ円形乃至円状リングに限らず、例えば四角形乃至四角形状リングあるいはその他の形状でもよい。
【００４１】
中心部の分割プレート５ａの半径は、ホットプレート３の半径をＲとした場合に、Ｒ＋５ｍｍ以下とすることが好ましい。このＲ＋５ｍｍよりも大きくしても、その外側の部分で内包フラーレンガ形成される確率は低いからである。背景真空度の向上や、真空引き時間の短縮などの点から、製造装置を小型化することが好ましい。従って、生成したプラズマを無駄なく利用し且つ製造装置を小型化するという点からからは、中心部に配置した分割プレート５ａの半径をＲ＋５ｍｍ以下とすることが好ましい。ただし、内包フラーレン堆積プレート５を分割せずに、そのプレート全面同一のバイアス電圧にする場合においても、堆積条件を最適化することにより内包フラーレンを形成することは可能である。
【００４２】
磁場強度Ｂの磁界により閉じ込められたプラズマ流２の半径は、プラズマを発生させるホットプレート３の半径に対し、プラズマを構成するイオンのラーモア半径ＲＬだけ大きくなる。ＲＬは磁場強度Ｂに反比例し、例えば、Ｂ＝０．３Ｔ、プラズマ温度２５００℃の条件では、
ＮａのＲＬ＝１．１ｍｍ，Ｃ６０のＲＬ＝４．０ｍｍ
と見積もることができる。従って、磁場強度Ｂやプラズマ温度などの製造条件の適用範囲を考慮して、Ｒ＋５ｍｍを基準として、分割プレート５ａ，５ｂ，５ｃの大きさを設計することが好ましい。
【００４３】
中心部の分割プレート５ａには、正のバイアス電圧を印加することが好ましい。これにより、内包対象原子イオンとフラーレンイオンとの相互作用が大きくなり、内包対象原子が内包されやすくなる。ただし、中心部の分割プレート５ａにバイアス電圧を印加せずに、浮遊電位状態にする場合であっても、堆積条件を最適化することにより、内包フラーレンを形成することは可能である。
【００４４】
また、中心部の分割プレート５ａにバイアス電圧を印加する場合に、フラーレンイオンがプラズマ流２の中心にそのピークを有する分布となるように、バイアス電圧を制御することにより内包率を高くすることができる。その最適バイアス電圧は内包対象原子、フラーレンの種類その他の成膜条件によって変化するが予め実験により把握しておけばよい。
【００４５】
例えば、内包対象原子としてアルカリ金属を用い、フラーレンとしてＣ６０を用いる場合には、図２に示す中心部の分割プレート５aには、−２Ｖ＜φａｐ1＜＋２０Ｖのバイアス電圧を印加することが好ましい。また、０Ｖ≦φａｐ1≦＋１８Ｖが特に好ましい。
【００４６】
中心部の分割プレート５ａ以外の分割プレート５ｂ、５ｃは浮遊電位状態にしておいてもよい。浮遊状態の場合であっても、分割プレート５ｂの部分には、従来におけると同様の量の内包フラーレンが堆積する。従って、中心部の分割プレート５ａにおいて収率が高くなった分全体としての収率が高くなる。
【００４７】
もちろん、成膜条件の変動により、分割プレート５ｂに対応する部分のフラーレンイオンの密度が低くなる場合は、分割プレート５ｂにもバイアス電圧を印加してフラーレンイオンの密度を高くしてもよい。成膜中に、イオン測定用プローブ１１により絶えず分布を測定し、コンピューター１６により分割プレート５ｂ、５ｃへ印加するバイアス電圧を自動的に制御すればよい。分割プレート５ａへの印加の自動制御も同様である。
真空容器１には、ポンプ１０が設けられ、真空容器１内を真空に排気可能となっている。
本発明におけるフラーレンとしては、例えば、Ｃｎ（ｎ＝６０，７０，７４，８２，８４，．．．）があげられる。
【００４８】
筒１３の下流側端から内包フラーレン堆積プレート５までの距離は、筒１３の長さよりも２倍以上とした場合には、内包フラーレン堆積プレート５上に堆積する膜中における中性フラーレンの濃度を一層低くすることができる。すなわち、膜中における内包フラーレンの濃度をより一層高くすることができる。
【００４９】
この際、フラーレンの導入方向をプラズマ流２に沿って行うことにより、筒１３の下流側端から内包フラーレン堆積プレート５までの設定最短距離は短くすることができ、装置本体の小型化を実現することができる。この際、筒１３の下流側端から内包フラーレン堆積プレート５までの設定最短距離は、好ましくは、筒１３の長さの２倍である。
また、フラーレンを導入するノズルは複数あっても良いし、斜め方向に口を有する形状であっても良い。
【実施例】
【００５０】
（実施例１）
図１に示す装置を用いてのナトリウム内包Ｃ６０（Ｎａ＠Ｃ６０）フラーレンの形成を行った。
【００５１】
本例では、真空容器１として、直径１００ｍｍ、長さ１２００ｍｍのものを用いた。
【００５２】
また、本例ではホットプレート３として、φ２０ｍｍのタングステンホットプレートを用いた。タングステンホットプレート３を２５００℃に加熱した。加熱されたタングステンホットプレート３に向けてオーブン４からナトリウム蒸気を導入した。なお、真空容器１内は、１×１０−４Ｐａとし、磁場強度ＢはＢ＝０．３Ｔとした。
【００５３】
プラズマ流２の途中には、孔を有する銅製の筒１３を設けた。銅製の筒１３は、その内径Ｄｃが５５ｍｍのものを用いた。筒１３は約４００℃に加熱した。
【００５４】
次いで、筒１３の孔からプラズマ流２の流れ方向に沿ってフラーレンを導入した。
【００５５】
一方、分割プレートとして３分割タイプのものを用いた。中心部の分割プレート５ａの直径は１４ｍｍ、その外側の分割プレート５ｂの直径は３２ｍｍ、さらに外側の分割プレートの直径は５０ｍｍとした。
【００５６】
中心部の分割プレート５ａにはバイアス電圧Δφａｐ（＝φａｐ1−φｓ）としてΔφａｐ＝５Ｖを印加した。分割プレート５ｂ、５ｃは浮遊電位の状態とした。なお、φａｐは直流電圧、φｓはプラズマ空間電位である。
【００５７】
イオン測定用プローブ１４により成膜途中におけるイオン分布を測定したところ、図３（ｂ）に実線で示すような半径ｒ方向の分布をしていた。すなわち、Ｃ６０−イオンは中心領域に集中する結果が得られた。
【００５８】
成膜を３０分行った後、分割プレート上に堆積した内包フラーレン（本例ではＮａ＠Ｃ６０）含有薄膜を分析した。中心部における分割プレート５ａ上には内包フラーレンが高い含有率で形成されていた。また、中心部の外側における分割プレート５ｂ上には内包フラーレン含有の堆積膜が認められた。
【００５９】
なお、質量分析結果を図３（ａ）に示す。
（実施例２）
本例では、筒１３の径の影響を調べた。
【００６０】
筒１３の内径Ｄを３０ｍｍ、４０ｍｍ、４８ｍｍ、５０ｍｍ、６０ｍｍ、７０ｍｍ、８０ｍｍ、１００ｍｍとし、実施例１と同様の成膜を行ない、内包フラーレンの収率を調べた。
【００６１】
実施例１の場合（Ｄｃ＝５５ｍｍの場合）における中心部の分割プレート上での収率を１とすると次のような収率が得られた。なお、括弧内は、ホットプレートの外径との比である。
【００６２】
３０ｍｍ（１．５）            ０．６
４０ｍｍ（２・０）            ０．７
４８ｍｍ（２．４）            ０．８
５０ｍｍ（２．５）            ０．９５
５５ｍｍ（２．８）            １
６０ｍｍ（３．０）            ０．９５
７０ｍｍ（３．５）            ０．７
８０ｍｍ（４．０）            ０．５
１００ｍｍ（５．０）          ０．５
ホットプレートの外径との比が２．５〜３．０の範囲においては、他の範囲のものに比べると収率が非常に優れていることがわかる。
（実施例３）
本例では、中心の分割プレート５aへのバイアス値を−１０Ｖ〜２０Ｖの範囲で変化させて内包フラーレンの堆積を行った。
【００６３】
その結果を図４に示す。
【００６４】
−５Ｖ＜φａｐ1＜＋２０Ｖの範囲で優れた収率がしめされている。０Ｖ≦φａｐ1≦＋１
８Ｖの範囲でより優れた収率が示されている。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態に係る内包フラーレンの製造装置を示す概念図である。
【図２】図１の分割プレートを示す正面図である。
【図３】実施例１におけるフラーレンイオンの分布を示すグラフである。
【図４】実施例３におけるフラーレンイオンの分布を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態に係る内包フラーレンの製造装置を示す概念図である。
【図６】従来の内包フラーレンの製造技術を示す概念図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  真空容器
２  プラズマ流
３  ホットプレート
４  内包対象原子オーブン
５、５ａ，５ｂ，５ｃ  分割プレート
６  導入手段（支持手段）
７ａ，７ｂ，７ｃ  バイアス電圧の印加手段  
８  フラーレン昇華用オーブン
１０  排気ポンプ
１１  電磁コイル（外部磁場印加用コイル）
１３  筒
１４  イオン測定用プローブ
１５  プローブ回路
１６  コンピューター
【図１】
0004711614.tif 000002
【図２】
0004711614.tif 000003
【図３】
0004711614.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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