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水蒸気の直接噴射による水酸化物薄膜のスパッタ成膜プロセスの研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K06788
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 材料加工・組織制御工学
研究機関北見工業大学

研究代表者

阿部 良夫  北見工業大学, 工学部, 教授 (20261399)

研究分担者 金 敬鎬  北見工業大学, 工学部, 准教授 (70608471)
研究協力者 川村 みどり  北見工業大学, 工学部, 教授 (70261401)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードスパッタリング法 / 酸化物薄膜 / エレクトロクロミック / 固体電解質 / 反応性スパッタ / 高速成膜 / 金属ターゲット / 金属ターゲットモード / プロトン伝道 / 電子・電気材料 / スパッタリング / 水酸化物薄膜
研究成果の概要

本研究では、スマートウィンドウ用の水酸化物薄膜を作製するため、低温水蒸気スパッタ法を開発した。これは、金属ターゲットと反応ガスである水蒸気を用い、液体窒素により冷却した基板の表面に水蒸気を直接噴射して水酸化物薄膜を作製する方法である。本方法では、ターゲット表面をスパッタ率の高い金属状態に保つことができるため、従来の反応性スパッタ法よりも約8倍の成膜速度で水酸化ニッケル薄膜を作製できることを見出した。また、この方法で作製した水酸化ニッケル薄膜は、優れたエレクトロクロミック特性を示すことを確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

住宅やオフィスビルの省エネルギー技術として、エレクトロクロミック・スマートウィンドウが期待されている。我々は、この電極と電解質層に用いる薄膜材料の製造技術として、低温水蒸気スパッタ法を開発した。本方法により、水酸化物薄膜や水和酸化物薄膜の成膜速度が大幅に向上したことは、エレクトロクロミック・スマートウィンドウの低コスト化に貢献し、普及を促進するものと考えている。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Metallic-mode reactive sputtering of nickel oxide thin films and characterization of their electrochromic properties2019

    • 著者名/発表者名
      Yokoiwa Yuki、Abe Yoshio、Kawamura Midori、Kim Kyung Ho、Kiba Takayuki
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 号: 5 ページ: 055504-055504

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab1189

    • NAID

      210000155769

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-rate sputter deposition of electrochromic nickel oxide thin films using substrate cooling and water vapor injection2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Abe, Shun Yamauchi, Midori Kawamura, Kyung Ho Kim, Takayuki Kiba
    • 雑誌名

      Journal of Vacuum Science and Technology A

      巻: 36 号: 2

    • DOI

      10.1116/1.4998209

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reactive sputter deposition of nickel oxide thin films at liquid nitrogen temperature2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Abe, Shun Yamauchi, Midori Kawamura, Kyung Ho Kim, Takayuki Kiba, Akira Narai
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 56 号: 8 ページ: 088004-088004

    • DOI

      10.7567/jjap.56.088004

    • NAID

      210000148170

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Metallic mode reactive sputtering of Ni oxide thin films and their electrochromic properties2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Yokoiwa, Yoshio Abe, Midori Kawamura, Kyung Ho Kim, Takayuki Kiba
    • 学会等名
      The 13th International Meeting on Electrochromism (IME-13)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of substrate cooling on ionic conductivity of tantalum oxide thin films prepared by reactive sputtering using water vapor injection2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Ito, Yoshio Abe, Midori Kawamura, Kyung Ho Kim, Takayuki Kiba
    • 学会等名
      The 18th International Meeting on Information Display
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of target state by plasma emission and target voltage measurements for reactive sputtering of Ni oxide thin films with water vapor injection2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Yokoiwa, Yoshio Abe, Midori Kawamura, Kyung Ho Kim, Takayuki Kiba
    • 学会等名
      AVS 65th International Symposium & Exhibition
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水蒸気スパッタ法を用いたクロム酸化物薄膜の高速成膜2018

    • 著者名/発表者名
      王ハン、阿部良夫、川村みどり、金 敬鎬、木場隆之
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 水蒸気を用いた酸化タンタル薄膜の高速スパッタ成膜2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤勇佑、阿部良夫、川村みどり、金 敬鎬、木場隆之
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 水蒸気吹き付け低温スパッタ法による酸化ニッケル薄膜の高速成膜2017

    • 著者名/発表者名
      山内、阿部、川村、金、木場、奈良井
    • 学会等名
      第52回応用物理学会北海道支部学術講演会
    • 発表場所
      北見工業大学(北見市)
    • 年月日
      2017-01-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] High rate sputter deposition of electrochromic nickel oxide thin films using substrate cooling and water vapor injection2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Abe, Shun Yamauchi, Midori Kawamura, Kyung Ho Kim, Takayuki Kiba
    • 学会等名
      The 14 th International Symposium on Sputtering & Plasma Processes
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水蒸気スパッタ法におけるターゲット状態の制御と酸化ニッケル薄膜の作製2017

    • 著者名/発表者名
      横岩佑城、阿部良夫、川村みどり、金敬鎬、木場隆之
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 水蒸気を反応ガスに用いた低温スパッタ法による酸化ニッケル薄膜の作製2016

    • 著者名/発表者名
      阿部、山内、川村、金、木場、奈良井
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 研究者総覧

    • URL

      http://hanadasearch.office.kitami-it.ac.jp/searchja/show/id/1062

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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