酸化タングステン膜の水素吸蔵による着色と構造変化

Coloration and structural changing in tungsten oxide films by hydrogen incorporation

井上 愛知; 永田 晋二*; 四竈 樹男*; 山本 春也; 高野 勝昌; 吉川 正人

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

水素の吸蔵に伴う酸化タングステン膜の着色メカニズムを明らかにする目的で、着色前後における膜の元素組成比及び結晶構造の変化を調べた。試料に用いた結晶配向性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、アルゴン及び酸素混合ガス中で金属タングステンをスパッタすることで作製した。表面に15nmのPdを堆積させて1%水素を含んだ窒素ガスに曝すと、膜を透過する光の透過率は30%から1%以下にまで低下し、青く着色した。イオンビーム分析を用いて着色前後における膜中元素組成比を調べた結果、着色によって酸素濃度は変化しなかったが、水素濃度は膜厚一様に約0.2H/W増加することが明らかになった。さらに、X線回折法を用いて着色前後における結晶構造の変化を調べた結果、単斜晶系WOの(0 2 0)に配向していた膜は正方晶系HWOの構造に変化した。このことから、酸化タングステンの水素吸蔵による着色にはタングステンブロンズ構造の形成が関連していると予測できた。

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