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2020 Fiscal Year Annual Research Report

銀薄膜の高湿度下での耐性向上のメカニズムの解明

Research Project

Project/Area Number 19H02471
Research InstitutionKitami Institute of Technology

Principal Investigator

川村 みどり  北見工業大学, 工学部, 教授 (70261401)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 阿部 良夫  北見工業大学, 工学部, 教授 (20261399)
木場 隆之  北見工業大学, 工学部, 准教授 (40567236)
室谷 裕志  東海大学, 工学部, 教授 (70366079)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords銀薄膜 / 耐久性 / アルミ表面層 / 水蒸気 / 表面粗さ / 反射率
Outline of Annual Research Achievements

我々はこれまでに銀薄膜に極薄アルミ表面層を積層させることにより、JISで定められた光学薄膜の高湿度試験基準を満たすことができるという知見を得ており、本課題では、銀薄膜の凝集等による劣化及びその抑制に関する検討を行っている。
スパッタリング装置で銀薄膜を成膜後、そのまま1時間保持して装置から取り出したAg試料、水蒸気の曝露を1時間行ってから排気し、取り出したH2O-Ag試料に加えて、2時間水蒸気曝露した上にAl(1nm)ナノレイヤを積層したAl/H2O-Ag試料、及びリファレンスとして、Ag膜成膜後2時間真空状態を保持してからAlを成膜したAl/Ag試料を作製し、取り出し後、すぐに大気中での環境試験を行った。各試料について、前年度通りの手法で評価を行った。
その結果、H2O-Agは、Ag試料よりも表面粗さが著しく増大していた。また、Al/Agは、環境試験後も平坦な表面形状を維持していた。これは、以前得た凝集抑制知見と同様である。一方で、Al/H2O-Agは、Al/Agよりも粗さがやや増大した。従って、材料の劣化防止目的で銀表面に保護膜を成膜する場合は、真空中で連続的に行うことが重要であると言える。また、真空中で水蒸気曝露のみで、表面粗さが増大した理由としては、Agの低い凝集エネルギーに起因するものと予想している。しかし、Ag, H2O-Ag試料と比較した場合はAl/H2O-Ag試料の方が、かなり平坦な表面形態を保持できていた。この結果からは、表面を水蒸気に曝露した後であっても、ナノレイヤの保護効果はある程度有効であることを示唆している。各試料の正反射率は表面粗さの増加に対応して低下することが確認された。以上の結果は、銀薄膜を実用材料として用いる場合の保護層成膜において、有用な知見である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

終了を約一年間延長したが、予定していた内容の検討を実施できた。

Strategy for Future Research Activity

環境試験を大気中で行ってきたが、成膜装置内で環境試験を実施することで、より、銀表面へのガスの影響が厳密に調査できると思われるので、次年度の調査内容とする。

  • Research Products

    (6 results)

All 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Characteristics and environmental durability of Ag films with and without Al surface layer sputtered in Ar or Kr gas2020

    • Author(s)
      Takeshi Hamano, Eita Kudo, Midori Kawamura, Takayuki Kiba, Yoshio Abe, Kyung Ho Kim, Hiroshi Murotani
    • Journal Title

      Thin Solid Films

      Volume: 704 Pages: 138020

    • DOI

      10.1016/j.tsf.2020.138020

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Influence of aluminum interlayer on optical properties of very thin silver thin film2020

    • Author(s)
      Takuya Hirano, Midori Kawamura, Takayuki Kiba, Yoshio Abe, Kyung Ho Kim, Takeshi Hamano
    • Journal Title

      Surface and Coating Technology

      Volume: 393 Pages: 125752

    • DOI

      10.1016/j.surfcoat.2020.125752

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Optical properties of very thin Ag films deposited on Al interlayer2020

    • Author(s)
      Ryouto Atsuya, Takuya Hirano, Midori Kawamura, Takayuki Kiba, Yoshio Abe, Kyung Ho Kim
    • Organizer
      18th International Conference on Thin Films & 18th Joint Vacuum Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 成膜前後に水蒸気曝露した銀薄膜の高温高湿度下での凝集挙動2020

    • Author(s)
      大原碩燿、川村みどり、木場隆之、阿部良夫、金 敬鎬
    • Organizer
      表面技術協会 第142回講演大会
  • [Presentation] 各層でスパッタガスを変えて作製したAl/Ag膜の特性評価2020

    • Author(s)
      大原優作、川村みどり、木場隆之、阿部良夫、金 敬鎬
    • Organizer
      2020年 第81回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] 金属/誘電体/金属積層膜を電極に用いたOLED の作製と特性2020

    • Author(s)
      大原 将、木場隆之、川村みどり、阿部良夫、金敬鎬
    • Organizer
      2020年 第81回応用物理学会秋季学術講演会

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Published: 2022-12-28  

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