Development of smart radiation device by metal-insulator phase transition for artificial satellites

• Project/Area Number: 26630308
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Inorganic materials/Physical properties
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: Shinozaki Kazuo 東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (00196388)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): SAKURAI Osamu 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (20108195) ; SHIOTA Tadashi 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (40343165)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): WAKIYA Naoki 静岡大学, 創造科学技術大学院, 教授 (40251623) ; TACHIKAWA Sumitaka (独)宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 主任研究員 (90470070)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2014: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: スパッタリング法 / 金属絶縁体相転移 / 化学溶液堆積法 / 相転移温度 / 雰囲気熱処理 / 結晶構造 / 微構造観察 / 宇宙機 / LSMO薄膜試作 / 薄膜の雰囲気熱処理 / キャラクタリゼーション組成 / 熱放射率可変材料 / La(Sr,Mn)O3 / 金属-絶縁体相転移

Outline of Final Research Achievements

(Lal-xSrx)Mn03(LSMO) thin films were deposited on Si substrate by the sputtering and the chemical solution deposition (CSD) methods for controlling the thermal emissivity with changing the ambient temperature using the metal-insulator phase transition of LSMO. This is useful for control the internal temperature of the artificial satellite. In the RF magnetron-sputtering method, it is clear that RF power is the most important process factor to determine the composition of the LSMO film. Since the composition varied both La/Sr ratio and (La+Sr)/Mn ratio in the sputtering compared with PLD, we introduce the special factor named the apparent Mn valence number = 2(3-δ)-a(3-x) in (La1-xSrx)aMnO3, The apparent Mn valence number is useful to explain consistently the tendency of phase transition temperature. In the CSD method, we determined the optimum fabrication conditions and clarified the effect of composition and annealing in various Po2 on the phase transition temperatures.

Research Products

• [Journal Article] Thermal radiative properties of (La1－xSrx)MnO3－δ thin films fabricated on yttria-stabilized zirconia single-crystal substrate by pulsed laser deposition (2015)
  • Author(s): Tadashi Shiota, Kenichi Sato, Jeffrey S. Cross, Naoki Wakiya, Sumitaka Tachikawa, Akira Ohnishi, Osamu Sakurai, Kazuo Shinozaki
  • Journal Title: Thin Solid Films Volume: 593 Pages: 1-4
  • DOI: 10.1016/j.tsf.2015.09.027
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 化学溶液堆積法を用いて Si 基板上に作 製した(La1-xSrx)MnO3-δ薄膜の熱放射率 (2015)
  • Author(s): 櫻井 修, 森 祐子, 渡瀬彩登, 塩田 忠, 西山昭雄, 篠崎和夫, 脇谷尚樹, 東 慎太郎, 太刀川純孝
  • Organizer: 第36回日本熱物性シンポジウム
  • Place of Presentation: 東北大学片平キャンパス
  • Year and Date: 2015-10-19
• [Presentation] セラミックス薄膜における応力・歪みの重要性 (2015)
  • Author(s): 篠崎和夫
  • Organizer: 第28回日本セラミックス協会秋季シンポジウム
  • Place of Presentation: 富山大学 五福キャンパス
  • Year and Date: 2015-09-16
  • Invited
• [Presentation] RFマグネトロンスパッタリング法によりSi基板上に製膜した熱放射率可変材料(La1-xSrxMnO3-δ)薄膜の評価 (2014)
  • Author(s): 渡瀬彩登, 森祐子, 塩田忠, 西山昭雄, クロスジェフリー, 櫻井修, 篠崎和夫, 脇谷尚樹, 太刀川純孝
  • Organizer: 第35 回日本熱物性シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京工業大学, 東京都
  • Year and Date: 2014-11-22 – 2014-11-24
• [Presentation] 化学溶液堆積法を用いてSi 基板上に作製した(La1-xSrx)MnO3-δ薄膜の製膜条件と熱放射率の関係 (2014)
  • Author(s): 森祐子, 渡瀬彩登, 塩田忠, 西山昭雄, クロスジェフリー, 櫻井修, 篠崎和夫, 脇谷尚樹, 東慎太郎, 太刀川純孝
  • Organizer: 第35 回日本熱物性シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京工業大学, 東京都
  • Year and Date: 2014-11-22 – 2014-11-24
• [Presentation] 化学溶液堆積法を用いたSi 基板上への(La1-xSrx)MnO3-δ 薄膜の作製 (2014)
  • Author(s): 森祐子, 渡瀬彩登, 塩田忠, 西山昭雄, Jeffrey Cross, 櫻井修, 篠崎和夫, 脇谷尚樹, 東慎太郎, 太刀川純孝
  • Organizer: 第30回日本セラミックス協会関東支部研究発表会
  • Place of Presentation: 栃木県芳賀青年の家, 栃木県
  • Year and Date: 2014-09-02 – 2014-09-03