JPH0495350A - 銀イオン伝導性固体電解質薄膜の製造法 - Google Patents
銀イオン伝導性固体電解質薄膜の製造法Info
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- JPH0495350A JPH0495350A JP2203275A JP20327590A JPH0495350A JP H0495350 A JPH0495350 A JP H0495350A JP 2203275 A JP2203275 A JP 2203275A JP 20327590 A JP20327590 A JP 20327590A JP H0495350 A JPH0495350 A JP H0495350A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は 銀イオン伝導性固体電解質薄膜に関し とく
に電池 コンデンサ、 エレクトロクロミックデイスプ
レィ、イオニックメモリなど電気化学的現象を利用した
素子に利用される銀イオン伝導性固体電解質薄膜の製造
法に関すム 従来の技術 電気化学現象を利用した素子(よ 電解質とこの電解質
を介して配される一対の電極により構成されていも このような素子に用いる電解質として、従来より電池に
用いている液体電解質や固体電解質を挙げることができ
も しかし 液体電解質を用いた場合、電池の超小形化が困
難であり、また 漏液の問題を皆無とすることができな
しも これに対し 固体電解質を用い電池を全固体化すると、
こうした問題を解決し信頼性を高敦 電池の超小形(L
薄膜化を可能とすることができも素子の超小形化は
イオニックメモリ (超小形電池を集積化した電位記
憶素子)や画像表示素子(超小形エレクトロクロミック
素子を集積化した電位記憶素子)としての応用を目指す
ものであムこうした素子に用いる電解質の一つとして、
銀イオン伝導性固体電解質があ4 例えばAgIAge
O−MO,(Mはw、 Cr2M O,p、 v。
に電池 コンデンサ、 エレクトロクロミックデイスプ
レィ、イオニックメモリなど電気化学的現象を利用した
素子に利用される銀イオン伝導性固体電解質薄膜の製造
法に関すム 従来の技術 電気化学現象を利用した素子(よ 電解質とこの電解質
を介して配される一対の電極により構成されていも このような素子に用いる電解質として、従来より電池に
用いている液体電解質や固体電解質を挙げることができ
も しかし 液体電解質を用いた場合、電池の超小形化が困
難であり、また 漏液の問題を皆無とすることができな
しも これに対し 固体電解質を用い電池を全固体化すると、
こうした問題を解決し信頼性を高敦 電池の超小形(L
薄膜化を可能とすることができも素子の超小形化は
イオニックメモリ (超小形電池を集積化した電位記
憶素子)や画像表示素子(超小形エレクトロクロミック
素子を集積化した電位記憶素子)としての応用を目指す
ものであムこうした素子に用いる電解質の一つとして、
銀イオン伝導性固体電解質があ4 例えばAgIAge
O−MO,(Mはw、 Cr2M O,p、 v。
Te、 Se、As、 B、 Si、 Geよ
り選ばれる少なくとも一種の元素)固体電解質があり、
これはAgI、AgxMOy、Agを順次銀電極上に堆
積したの板 酸化雰囲気中で加熱酸化することにより形
成することができも 発明が解決しようとする課題 しかしなが叙 前記固体電解質を用いて固体電解質薄膜
を形成する場合、−回の工程で厚さ3000Å以上の固
体電解質薄膜を形成すると、薄膜内での組成が不均一と
なり、まL mにひび割れが生じてしまう。そのた数
膜厚方向へのイオン伝導性の低下、及び、膜のクラッ
クによる電極間の短絡が生じるといった問題を有してい
る。
り選ばれる少なくとも一種の元素)固体電解質があり、
これはAgI、AgxMOy、Agを順次銀電極上に堆
積したの板 酸化雰囲気中で加熱酸化することにより形
成することができも 発明が解決しようとする課題 しかしなが叙 前記固体電解質を用いて固体電解質薄膜
を形成する場合、−回の工程で厚さ3000Å以上の固
体電解質薄膜を形成すると、薄膜内での組成が不均一と
なり、まL mにひび割れが生じてしまう。そのた数
膜厚方向へのイオン伝導性の低下、及び、膜のクラッ
クによる電極間の短絡が生じるといった問題を有してい
る。
本発明1よ 以上の問題点を解決し、良好な銀イオン伝
導性固体電解質薄膜の製造法を提供することを目的とす
る。
導性固体電解質薄膜の製造法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
この課題を解決するため本発明のイオン伝導性固体電解
質薄膜の製造法は 固体電解質層を複数層積層すること
によって銀イオン伝導性固体電解質薄膜を得るものであ
ム 作用 A g I −A g、MOv−A gの積層膜では
銀がAgxMOy層中に拡散するととも?−、Ag−M
Oy層中の銀が加熱時に酸化されてAg2O−MOyの
酸素酸銀塩となり、さらく ヨウ化銀と反応してAgl
Ag2M0vの固体電解質薄膜を形成すもまた このA
g I、 A g −M Oy、 A gの各層
を銀層が積層表面でなく、その内部に形成した場合、銀
層の加熱酸化が起こり難く、良好な固体電解質薄膜を得
ることができなしも 前記の方法により容易に固体電解質薄膜を作製すること
が出来る力(膜厚が大きくなると各層間での反応が不十
分となり、また 反応にともなう体積変化のため膜に多
数のクラックが入ってしまう。このた嵌 十分に反応し
やすく、体積変化の影響を受けに<(X、膜厚の小さな
膜を形成j−これを積層させることにより膜厚の大きな
固体電解質薄膜を作製すム 実施例 以下、本発明の一実施例の銀イオン伝導性固体電解質薄
膜について図面により詳細に説明する力丈本発明は こ
れら実施例に限定されるものではない 実施例I A g s I 4WO4銀イオン伝導性固体電解質薄
膜を以下の方法で作製しt島 第1図に本発明の銀イオン伝導性固体電解室薄膜の作成
工程図を示す。
質薄膜の製造法は 固体電解質層を複数層積層すること
によって銀イオン伝導性固体電解質薄膜を得るものであ
ム 作用 A g I −A g、MOv−A gの積層膜では
銀がAgxMOy層中に拡散するととも?−、Ag−M
Oy層中の銀が加熱時に酸化されてAg2O−MOyの
酸素酸銀塩となり、さらく ヨウ化銀と反応してAgl
Ag2M0vの固体電解質薄膜を形成すもまた このA
g I、 A g −M Oy、 A gの各層
を銀層が積層表面でなく、その内部に形成した場合、銀
層の加熱酸化が起こり難く、良好な固体電解質薄膜を得
ることができなしも 前記の方法により容易に固体電解質薄膜を作製すること
が出来る力(膜厚が大きくなると各層間での反応が不十
分となり、また 反応にともなう体積変化のため膜に多
数のクラックが入ってしまう。このた嵌 十分に反応し
やすく、体積変化の影響を受けに<(X、膜厚の小さな
膜を形成j−これを積層させることにより膜厚の大きな
固体電解質薄膜を作製すム 実施例 以下、本発明の一実施例の銀イオン伝導性固体電解質薄
膜について図面により詳細に説明する力丈本発明は こ
れら実施例に限定されるものではない 実施例I A g s I 4WO4銀イオン伝導性固体電解質薄
膜を以下の方法で作製しt島 第1図に本発明の銀イオン伝導性固体電解室薄膜の作成
工程図を示す。
まず、第1図(A)に示すようにヨウ化銀に銀を15重
量%添加した材料を所定量、抵抗加熱蒸着装置の加熱ボ
ートに入れ 加熱蒸着してガラス基板9上に厚さ250
0人のヨウ化銀薄膜10を作製し九 次に このヨウ化銀薄膜10上に銀−酸化タングステン
A g @、2W Os薄膜を以下の方法で作製し連
銀と酸化タングステンをモル比で1:5に混合した材料
粉末をit/cm2でプレス成型した後、石英ガラス管
中に封入L 600℃で6時間焼成して銀−酸化タング
ステンA g s2W 03を合成し九 この銀−酸化
タングステンAgs、2W○3を所定量、抵抗加熱蒸着
装置の加熱ボートに入れ 加熱蒸着して第1図(B)に
示すようにヨウ化銀薄膜上に厚さ700人の銀−酸化タ
ングステンAgs 、 2W Os薄膜11を作製しな
さらに 第1図(C)に示すように銀を所定量、抵抗
加熱蒸着装置の加熱ボートに入れ 厚さ2O0人の銀薄
膜12を最後に形成し九 この積層膜を第1図(D)に示すように大気屯300℃
で6時肌 加熱酸化処理して厚さ2800人のAgeI
4WOa銀イオン伝導性固体電解質薄膜13を作製した そして、この固体電解質薄膜13上に前記の第1図に示
す薄膜形成の工程(A)から(D)を再度繰り返す(第
1図(E)〜(H))ことにより固体電解質層を積層さ
せ、厚さ5500人のAg・l4W04銀イオン伝導性
固体電解質薄膜17を作製しt、:。
量%添加した材料を所定量、抵抗加熱蒸着装置の加熱ボ
ートに入れ 加熱蒸着してガラス基板9上に厚さ250
0人のヨウ化銀薄膜10を作製し九 次に このヨウ化銀薄膜10上に銀−酸化タングステン
A g @、2W Os薄膜を以下の方法で作製し連
銀と酸化タングステンをモル比で1:5に混合した材料
粉末をit/cm2でプレス成型した後、石英ガラス管
中に封入L 600℃で6時間焼成して銀−酸化タング
ステンA g s2W 03を合成し九 この銀−酸化
タングステンAgs、2W○3を所定量、抵抗加熱蒸着
装置の加熱ボートに入れ 加熱蒸着して第1図(B)に
示すようにヨウ化銀薄膜上に厚さ700人の銀−酸化タ
ングステンAgs 、 2W Os薄膜11を作製しな
さらに 第1図(C)に示すように銀を所定量、抵抗
加熱蒸着装置の加熱ボートに入れ 厚さ2O0人の銀薄
膜12を最後に形成し九 この積層膜を第1図(D)に示すように大気屯300℃
で6時肌 加熱酸化処理して厚さ2800人のAgeI
4WOa銀イオン伝導性固体電解質薄膜13を作製した そして、この固体電解質薄膜13上に前記の第1図に示
す薄膜形成の工程(A)から(D)を再度繰り返す(第
1図(E)〜(H))ことにより固体電解質層を積層さ
せ、厚さ5500人のAg・l4W04銀イオン伝導性
固体電解質薄膜17を作製しt、:。
このようにして得たガラス基板18上に形成した銀イオ
ン伝導性固体電解質薄膜17上に 第2図に示すように
可逆性電極として金属銀薄膜(幅1mrrK 電極間距
離1mrn)19. 2Oを2O00人形成し その全
導電率を交流複素インピーダンス測定刃により測定し
また 電子導電率をブロッキング電極として白金薄膜2
O00人(幅1mm)21を金属銀薄膜2Oとの電極間
隔1mmで電子ビーム加熱蒸着、および抵抗加熱蒸着に
より形成上 ワグナ−測定法により測定したその結果
得られた銀イオン伝導性固体電解質の全導電率(よ 9
x 10−”S/ c rn、、 また その電子
導電率Ii、2 x 10−”S/ Cmであッ?Q。
ン伝導性固体電解質薄膜17上に 第2図に示すように
可逆性電極として金属銀薄膜(幅1mrrK 電極間距
離1mrn)19. 2Oを2O00人形成し その全
導電率を交流複素インピーダンス測定刃により測定し
また 電子導電率をブロッキング電極として白金薄膜2
O00人(幅1mm)21を金属銀薄膜2Oとの電極間
隔1mmで電子ビーム加熱蒸着、および抵抗加熱蒸着に
より形成上 ワグナ−測定法により測定したその結果
得られた銀イオン伝導性固体電解質の全導電率(よ 9
x 10−”S/ c rn、、 また その電子
導電率Ii、2 x 10−”S/ Cmであッ?Q。
さらに 第3図に示すように白金薄膜2O00人23を
形成したガラス基板22上に上記と同様の方法で、銀イ
オン導電性固体電解質Ag5I4W04の薄膜24を形
成し その上に金属銀薄膜25を2O00人形成しその
膜厚方向の全導電率および電子導電率を測定しれ その結果 全導電率は4xlO−”S/c爪 電子導電
率は9 X 10−”87cmであったこれらの結果
本実施例の作製方法により作製された銀イオン伝導性固
体電解質AgaI4W○4薄膜が面方向および膜厚方向
に優れた銀イオン伝導性を有し かス 電子絶縁性に優
れていることがわかった 実施例2 4 Ag I fi、geo−B2O3銀イオン伝導
性個体電解質薄膜を以下の方法で作製し九 まず、実施例1に示す第1図と同様の方法でガラス基板
上に厚さ2500人のヨウ化銀の薄膜を形成した 次に このヨウ化銀薄膜上に銀−酸化はう素Ag@、a
’f32O3の薄膜を以下の方法で作製し丸紐と酸化は
う素B2O2をモル比1:5で混合した材料粉末をIt
/cm’でプレス成型した後、石英ガラス管中に封入り
、、 600℃で6時間焼成して銀−酸化タングステ
ンAgs、2BsO書を合成し九この銀−酸化はう素A
gs、2BtOsを所定1 抵抗加熱蒸着装置の加熱ボ
ートに入れ 加熱蒸着してヨウ化銀薄膜上に厚さ700
人の銀−酸化はう素Ags、2B2Q*薄膜を作製しな さらに 銀を所定量、抵抗加熱蒸着装置の加熱ボートに
入れ 厚さ2O0人の銀薄膜を最後に形成した この積層膜を大気東 300℃で6時皿 加熱酸化処理
して固体電解質薄膜を作製したそして、この固体電解質
薄膜上に前記の薄膜形成の工程を再度繰り返すことによ
り固体電解質層を積層させ、厚さ5500人の4AgI
Ag2O− B 2O s銀イオン伝導性固体電解
質薄膜を作製しち このようにして得た銀イオン伝導性固体電解質薄膜上に
第2図に示すように可逆性電極として金属銀薄膜(幅
1mへ 電極間距離1mm)を2O00人形成し その
全導電率を交流複素インピーダンス測定刃により測定し
また 電子導電率をブロッキング電極として白金薄膜
2O00人(幅1 mm)と金属銀薄膜(幅1mm)2
O00人をそれらの電極間隔1mmで電子ビーム加熱蒸
着、および抵抗加熱蒸着により形成し ワグナ−測定法
により測定しな その結果 得られた銀イオン伝導性固体電解質の全導電
率i友3 X 10−”87cm、 また その電子
導電率i;L 4 X 10−”S/ cmであった
さらに 白金薄膜2O00人を形成したガラス基板上に
第3図に示した方法と同様の方法で銀イオン導電性固
体電解質4AgI−Agto−B2O3の薄膜を形成し
その膜厚方向の全導電率および電子導電率を測定した その結果 全導電率は1xlO−”87cm、 電子
導電率は1 x 10−”87cmであっ九これらの結
果 本発明の作製方法により作製された銀イオン伝導性
固体電解質4 Ag I−AgeOB!03薄膜が面方
向および膜厚方向に優れた銀イオン伝導性を有し かス
電子絶縁性に優れていることがわかっに 以上 銀イオン伝導性固体電解質としてW O*。
形成したガラス基板22上に上記と同様の方法で、銀イ
オン導電性固体電解質Ag5I4W04の薄膜24を形
成し その上に金属銀薄膜25を2O00人形成しその
膜厚方向の全導電率および電子導電率を測定しれ その結果 全導電率は4xlO−”S/c爪 電子導電
率は9 X 10−”87cmであったこれらの結果
本実施例の作製方法により作製された銀イオン伝導性固
体電解質AgaI4W○4薄膜が面方向および膜厚方向
に優れた銀イオン伝導性を有し かス 電子絶縁性に優
れていることがわかった 実施例2 4 Ag I fi、geo−B2O3銀イオン伝導
性個体電解質薄膜を以下の方法で作製し九 まず、実施例1に示す第1図と同様の方法でガラス基板
上に厚さ2500人のヨウ化銀の薄膜を形成した 次に このヨウ化銀薄膜上に銀−酸化はう素Ag@、a
’f32O3の薄膜を以下の方法で作製し丸紐と酸化は
う素B2O2をモル比1:5で混合した材料粉末をIt
/cm’でプレス成型した後、石英ガラス管中に封入り
、、 600℃で6時間焼成して銀−酸化タングステ
ンAgs、2BsO書を合成し九この銀−酸化はう素A
gs、2BtOsを所定1 抵抗加熱蒸着装置の加熱ボ
ートに入れ 加熱蒸着してヨウ化銀薄膜上に厚さ700
人の銀−酸化はう素Ags、2B2Q*薄膜を作製しな さらに 銀を所定量、抵抗加熱蒸着装置の加熱ボートに
入れ 厚さ2O0人の銀薄膜を最後に形成した この積層膜を大気東 300℃で6時皿 加熱酸化処理
して固体電解質薄膜を作製したそして、この固体電解質
薄膜上に前記の薄膜形成の工程を再度繰り返すことによ
り固体電解質層を積層させ、厚さ5500人の4AgI
Ag2O− B 2O s銀イオン伝導性固体電解
質薄膜を作製しち このようにして得た銀イオン伝導性固体電解質薄膜上に
第2図に示すように可逆性電極として金属銀薄膜(幅
1mへ 電極間距離1mm)を2O00人形成し その
全導電率を交流複素インピーダンス測定刃により測定し
また 電子導電率をブロッキング電極として白金薄膜
2O00人(幅1 mm)と金属銀薄膜(幅1mm)2
O00人をそれらの電極間隔1mmで電子ビーム加熱蒸
着、および抵抗加熱蒸着により形成し ワグナ−測定法
により測定しな その結果 得られた銀イオン伝導性固体電解質の全導電
率i友3 X 10−”87cm、 また その電子
導電率i;L 4 X 10−”S/ cmであった
さらに 白金薄膜2O00人を形成したガラス基板上に
第3図に示した方法と同様の方法で銀イオン導電性固
体電解質4AgI−Agto−B2O3の薄膜を形成し
その膜厚方向の全導電率および電子導電率を測定した その結果 全導電率は1xlO−”87cm、 電子
導電率は1 x 10−”87cmであっ九これらの結
果 本発明の作製方法により作製された銀イオン伝導性
固体電解質4 Ag I−AgeOB!03薄膜が面方
向および膜厚方向に優れた銀イオン伝導性を有し かス
電子絶縁性に優れていることがわかっに 以上 銀イオン伝導性固体電解質としてW O*。
B2O3を使用した例を示した力(その他の酸化物Cr
ys、Mo○s、 P2ss、 V2ns、 T
e O,5e02.AseOs、5i02.GeO2
を用いても同様の効果が得られも 発明の効果 以上の実施例の説明で明らかなように本発明の銀イオン
伝導性固体電解質薄膜の製造法によれば素子を集積化し
イオニックメモリ (超小形電池を集積化した電位記憶
素子)や画像表示素子(超小形エレクトロクロミック素
子を集積化した表示素子)などに応用することができる
銀イオン伝導性固体電解質薄膜を容易に得ることができ
るものであム
ys、Mo○s、 P2ss、 V2ns、 T
e O,5e02.AseOs、5i02.GeO2
を用いても同様の効果が得られも 発明の効果 以上の実施例の説明で明らかなように本発明の銀イオン
伝導性固体電解質薄膜の製造法によれば素子を集積化し
イオニックメモリ (超小形電池を集積化した電位記憶
素子)や画像表示素子(超小形エレクトロクロミック素
子を集積化した表示素子)などに応用することができる
銀イオン伝導性固体電解質薄膜を容易に得ることができ
るものであム
第1図(A)〜(H) ?上 本発明の一実施例の銀イ
オン伝導性固体電解質薄膜の製造法における実施例1お
よび実施例2に示す固体電解質薄膜の作製工程医 第2
図(よ 同面方向の全導電率および電子導電率の測定用
セルの構成を示す断面医第3図(よ 同膜厚方向の全導
電率および電子導電率の測定用セルの構成を示す断面図
である。 9・・・ガラス基板、 10.14・・・Agl慰 1
15・・・A g s、2W Os恩 12,16・・
・Ag13.17・・・固体電解質薄膜 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はかI名Dラフ1!
伍 第2図
オン伝導性固体電解質薄膜の製造法における実施例1お
よび実施例2に示す固体電解質薄膜の作製工程医 第2
図(よ 同面方向の全導電率および電子導電率の測定用
セルの構成を示す断面医第3図(よ 同膜厚方向の全導
電率および電子導電率の測定用セルの構成を示す断面図
である。 9・・・ガラス基板、 10.14・・・Agl慰 1
15・・・A g s、2W Os恩 12,16・・
・Ag13.17・・・固体電解質薄膜 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はかI名Dラフ1!
伍 第2図
Claims (2)
- (1)固体電解質層を複数層、積層させることによって
、固体電解質薄膜を得る銀イオン伝導性固体電解質薄膜
の製造法。 - (2)AgI−Ag_2O−MO_y(MはW,Cr,
Mo,P,V,Te,Se,As,B,Si,Geより
選ばれる少なくとも一種の元素yはMの原子価によりき
まる整数)固体電解質を、AgI,Ag_xMO_y,
(xは0<x≦1の範囲の任意の数)Agを順次基板上
に堆積した後、前記堆積層を酸化雰囲気中で加熱酸化す
ることによって固体電解質薄膜を得る請求項1記載の銀
イオン伝導性固体電解質薄膜の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2203275A JP2715638B2 (ja) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | 銀イオン伝導性固体電解質薄膜の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2203275A JP2715638B2 (ja) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | 銀イオン伝導性固体電解質薄膜の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0495350A true JPH0495350A (ja) | 1992-03-27 |
| JP2715638B2 JP2715638B2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=16471354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2203275A Expired - Fee Related JP2715638B2 (ja) | 1990-07-31 | 1990-07-31 | 銀イオン伝導性固体電解質薄膜の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2715638B2 (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5010453A (ja) * | 1973-06-06 | 1975-02-03 | ||
| JPS5016836A (ja) * | 1973-06-20 | 1975-02-21 | ||
| JPS54102526A (en) * | 1978-01-30 | 1979-08-13 | Japan Storage Battery Co Ltd | Solid electrolyte cell |
| JPH03297005A (ja) * | 1990-04-16 | 1991-12-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜固体電解質の製造方法 |
| JPH0495353A (ja) * | 1990-07-31 | 1992-03-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ヨウ化銀―銀酸素酸塩固体電解質薄膜の製造法 |
-
1990
- 1990-07-31 JP JP2203275A patent/JP2715638B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5010453A (ja) * | 1973-06-06 | 1975-02-03 | ||
| JPS5016836A (ja) * | 1973-06-20 | 1975-02-21 | ||
| JPS54102526A (en) * | 1978-01-30 | 1979-08-13 | Japan Storage Battery Co Ltd | Solid electrolyte cell |
| JPH03297005A (ja) * | 1990-04-16 | 1991-12-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜固体電解質の製造方法 |
| JPH0495353A (ja) * | 1990-07-31 | 1992-03-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ヨウ化銀―銀酸素酸塩固体電解質薄膜の製造法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2715638B2 (ja) | 1998-02-18 |
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