| 研究概要 |
前年度の研究の結果,アークプラズマ蒸着により形成した酸化タングステン膜が親水性の可視光応答材料として有望であることがわかったので,今年度は酸化ダングステン膜の特性について引き続き調査した.酸化タングステン膜め評価は,主に,X線回折パターンと吸光度スペクトルによりおこなった.
1.X線回折
基板温度400℃で成膜した酸化タングステン膜のX線回折測定を行った.基板としては,ガラス(パイレックス)基板と,(111)シリコン基板を用いた.酸化タングステンには多くの結晶形が存在するが,どちらの基板においても,三酸化タングステンの結晶系である三斜晶系の回折パターンが得られ,基板温度400℃でも多結晶化していることがわかった.
2.吸光度
無アルカリガラス基板上に室温にて成膜した酸化タングステン膜を300〜800℃で熱処理した.熱処理前は黒褐色にくすんだ色を呈していたが,熱処理により透明化され吸光度が減少していることを示した.吸光度スペクトルを測定した結果,500℃以上の熱処理により低エネルギー(長波長)側で生じる金属的な光吸収が消失することがわかった.これらの試料の吸光度スペクトルを解析し,エネルギーバンドギャップを見積もった.間接遷移を仮定した解析の結果,バンドギャップは処理温度に大きく依存することはないが,高温で処理した方が大きくなる傾向が見られ,2.6〜2.9eVと見積もられた.これらの値は,通常三酸化タングステン膜のエネルギーバンドギャップとして報告されている2.6〜2.8eVと一致するものである.
以上の結果から,本アークプラズマ蒸着によって酸化タングステンの中で最も光触媒活性が強いといわれている三酸化タングステン膜を成膜できた.
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