2015 Fiscal Year Annual Research Report
宇宙機への利用を目的とした金属/絶縁体相転移による自己熱放射率制御薄膜の作製
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26630308
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
篠崎 和夫 東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (00196388)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
櫻井 修 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (20108195)
塩田 忠 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (40343165)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | スパッタリング法 / LSMO薄膜試作 / 化学溶液堆積法 / 相転移温度 / 薄膜の雰囲気熱処理 / キャラクタリゼーション組成 / 結晶構造 / 微構造観察 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではスパッタリング法およびCSD法を用いて、高熱伝導性で大面積化が容易なSi基板上に、外界の温度によって熱放射特性が変化する材料であるLal-xSrxMn03(LSMO)を薄膜として形成し、LSMO中のMnの原子価の制御による金属/絶縁体相転移温度、すなわち、薄膜の熱放射率を制御し、優れた人工衛星用熱放射率可変素子(Smart Radiation Device)を製作することを目的とした。
(1)スパッタリング法によるLSMO 薄膜の製膜条件の検討: 組成の異なるターゲットを作製し、Si基板上に製膜を行い、結晶化、相転移挙動に与える組成の影響、スパッタガス中の酸素比、スパッタ圧力、基板、RF出力の影響を調査した。RF出力を下げることで、目標温度に近い60℃程度の相転移温度まで上げることが出来た。
(2)化学溶液堆積（CSD）法によるLSMO 薄膜の検討:スピンコートにより、結晶化度および飽和磁化の値が最大となるLSMO製膜条件を得た。また、CSD法では薄膜が基板から受ける応力の影響はPVD法に比べて小さいことを見いだした。
(3)酸素分圧可変熱処理装置の試作と相転移温度に与えるアニール雰囲気の影響：酸素分圧可変熱処理装置を試作し、相転移とアニール雰囲気の関係を検討した。酸素分圧の対数とTcの間に比例関係がみられ、相転移温度が酸素欠損量の変化によるMnの価数変化と対応することが予想された。
(4)スパッタによる薄膜はPLDで作製した場合に比べて、組成のばらつきが大きいことから、ペロブスカイト構造ABO3のA/Bサイト比、Aサイト中の2価と3価のイオンの比が同時に変化することから、それらをともに考慮し、見かけのMn価数を定義した。それにより、各種製膜条件とTcの関係を定性的に議論することが可能となった。
宇宙機用自己熱放射制御材料の薄際化の総括として、宇宙機に搭載可能な薄膜型自己熱制御材料の作成の可能性を見いだした。
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