Effect of tungsten valences on gasochromic coloration in tungsten oxide thin films

酸化タングステン薄膜におけるタングステン原子価のガスクロミック着色への影響

高野 勝昌; 井上 愛知; 山本 春也; 宮下 敦巳; 吉川 正人

Takano, Katsuyoshi; Inoue, Aichi; Yamamoto, Shunya; Miyashita, Atsumi; Yoshikawa, Masahito

酸化タングステン(WO)薄膜の着色速度の向上を目的として、入射エネルギー350keVのHeをWO薄膜に照射した。照射後、着色速度との関連が指摘されている不完全な酸素結合を持つ4価、あるいは5価のタングステン(W、あるいはW)の総量を、X線光電子分光法により調べた結果、110ions/smのイオン照射により、W及びWの総量がそれぞれ4%及び17%増大したことがわかった。一方、同じ試料に触媒金属薄膜を蒸着し着色速度を調べた結果、照射前に比べ着色速度が7.5倍上昇したことがわかった。この結果から、不完全な酸素結合を持つタングステン原子の増加が着色速度を大幅に改善させること,改善手法としてイオン照射が有効であることがわかった。

Ion irradiations with He at 350 keV were performed for the tungsten tri-oxide (WO) films. Gasochromic coloration of the irradiated films was observed by a measurement of optical transmittance with the expose of 1 % hydrogen. The extent of coloration level of the irradiated film with the fluence of ions/sm is 7.5 times lager than that of non-irradiated film. W 4 photoemission spectra for the films were measured by X-ray photoelectron spectroscopy. From the fitting analysis for the spectra, the non-irradiated film has only W. In the irradiated film with the fluence of ions/sm, it is estimated that 17 % and 4 % of the amount of W change into W and W, respectively. The improvement of the gasochromic coloration of the irradiated WO films relates to the increment of oxygen deficient tungstens induced by the irradiation.