Effects of catalyst on gasochromic properties in tungsten oxide films

酸化タングステン膜のガスクロミック着色に及ぼす触媒の影響

井上 愛知; 山本 春也; 永田 晋二*; 吉川 正人; 四竈 樹男*

Inoue, Aichi; Yamamoto, Shunya; Nagata, Shinji*; Yoshikawa, Masahito; Shikama, Tatsuo*

光学式水素センサー用素子の改良を目的に、ガスクロミック酸化タングステン膜の着色特性に及ぼす触媒の堆積量及び構造の影響を調べた。試料として用いた非晶質酸化タングステン膜は反応性RFマグネトロンスパッタ法を用いて、アルゴン及び酸素雰囲気中でタングステンをスパッタすることで作製した。触媒として用いたパラジウム及び白金はアルゴン中で堆積させた。堆積時間を変化させながらシリコン単結晶基板上に堆積させた触媒を走査型電子顕微鏡で表面観察を行ったところ、パラジウムの場合では2nm、白金の場合では0.2nmに相当する堆積量のときに、着床した微粒子が一様な膜構造を形成することがわかった。堆積量を変えた触媒を非晶質酸化タングステン膜に堆積させ、1%の水素を含んだ窒素ガスに曝したところ、膜構造の触媒を有する酸化タングステン膜が高い着色特性を示した。

We investigated effects of catalyst on gasochromic properties in tungsten oxide films. Amorphous WO films coated with Pd and Pt catalysts were prepared on SiO substrates by employing reactive RF magnetron sputtering. The field emission scanning electron microscope (FE-SEM) showed that particles with a dozes nm diameter of Pd and with a few nm of Pt grew on the surface at beginning of deposition. The continuous catalytic layers were observed with increasing the amounts of more than 2 nm for Pd and 0.2 nm for Pt catalysts, respectively. When the continuous layers formed on WO surface, the excellent gasochromic properties were obtained. The results indicated that Pt catalysts were suitable for high sensitive hydrogen sensors consisting of gasochromic WO films.