2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of plasma processing methods for the metallic oxide thin films having an electricity storage function
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26390098
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
内野 喜一郎 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (10160285)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高田 啓二 関西大学, システム理工学部, 教授 (50416939)
梶山 博司 徳島文理大学, 理工学部, 教授 (80422434)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | プラズマプロセス / フォトクロミズム / 金属酸化薄膜 / CVD / PLD / X線吸収微細構造 / 蓄電 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、パルスレーザーアブレーションによる薄膜堆積法（PLD）とVHFプラズマを用いたCVD法により、基板上にSn-Mg-O薄膜やZn-Si-O薄膜を堆積させ、フォトクロミズム（PC）を発現させると共に、蓄電機能を確認する実験を進めてきた。PLD法では、決まった粒子組成のターゲットを用いることで、再現性よく30mm角のPC膜を形成する技術が確立できている。そのため、昨年度末より、PC膜上に絶縁膜と電極膜を形成し、電流電圧特性を調べてきた。電荷の出入りを示唆する結果は得られたが、絶縁膜の絶縁破壊が問題となった。本年度に原子間力顕微鏡による表面観察を行ったところ、PLD法による膜の表面には、1μmオーダーの粒子がのっていることがわかった。それを排除することは簡単にはできず、平成28年度中の改善は断念した。CVD法では、これまでZn-Si-O薄膜でPCを得てきたが、今年度、Siを入れなくともZnを含む有機金属ガスだけで作成した膜でPCが発現することを見出した。ZnOの結晶膜に有機金属ガス中の炭素原子が不純物として混入したことが関わっていると推測される。シンクロトロン光を用いたX線吸収微細構造（XAFS）解析により、その膜の調査を行った。ZnOの標準試料、As-grown膜、紫外線照射後のPC膜、PC膜を570Kまで加熱して消色した膜（non-PC膜）、さらには、PLD法で作ったZn-Si-OのPC膜とnon-PC膜などを用意して、測定を行った。結果は、まだ解析中であるが、ZnO標準試料と比べて、CVDによるPC膜の原子間距離は明らかに伸びている。また、吸収端も高エネルギー側にシフトしている。non-PC膜でも、ZnO標準試料より原子間距離と吸収端エネルギーは増加しているが、PC膜に比べるとその変化は小さいことがわかった。PLD法による膜でも同様の結果であった。
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