2007 Fiscal Year Annual Research Report
スパッタリング法による電気化学的に活性な水和酸化物及び水酸化物薄膜の作製
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18560297
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| Research Institution | Kitami Institute of Technology |
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Principal Investigator |
阿部 良夫 Kitami Institute of Technology, 工学部, 教授 (20261399)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 克孝 北見工業大学, 工学部, 教授 (80091552)
川村 みどり 北見工業大学, 工学部, 准教授 (70261401)
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| Keywords | 反応性スパッタリング / Ta_2O_5固体電解質 / NiOOH薄膜 / エレクトロクロミック |
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| Research Abstract |
プロトン伝導性の固体電解質材料である水和Ta_2O_5薄膜、およびエレクトロクロミック(EC)材料であるNiOOH薄膜をH_2Oガスを用いた反応性スパッタリング法により作製した。
1)Ta_2O_5薄膜を作製する際に、膜表面からH_2O分子が脱離し、膜中水素量が減少することを防ぐため、基板温度を冷却してスパッタ成膜を行った。ラザフォード後方散乱法(RBS)および水素前方散乱法(HFS)により膜中水素量を分析した結果、基板温度を-20℃まで冷却した場合、H/Ta原子比が2.2まで増加することがわかった。また、X線反射率(XRR)測定により、基板温度の低下とともに、膜密度も低下することを確認した。膜中水素量の増加、および膜密度の低下とともに、Ta_2O_5薄膜のイオン伝導率が増加し、最高4×10^<-8>S/cmが得られた。
2)NiOOH薄膜を0_2+H_2O混合ガスを用いて作製した。フーリエ変換赤外分光法(FTIR)により、H_2Oガス流量比が5%以上で、NiOOH薄膜が形成されることを確認した。このNiOOH薄膜のEC特性をKOH水溶液中で測定し、約30cm^2/CのEC着色効率を得た。
3)固体電解質であるTa_2O_5薄膜とEC特性を示すNiOOH薄膜を組み合わせ、全固体の反射型EC素子を試作した。応答速度は100秒以上と遅いが、約5:1の反射率変化を得た。
本研究の結果、ドライプロセス技術のひとつであるスパッタリング法により、水和酸化物や水酸化物薄膜の作製が可能となった。今後は、高性能な薄膜電気化学デバイスの実現に向けて、新規薄膜材料の探索と薄膜プロセス技術の改善に関する研究を進める予定である。
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