JP2735147B2 - サーモクロミック材料の製造法 - Google Patents
サーモクロミック材料の製造法Info
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- JP2735147B2 JP2735147B2 JP6150550A JP15055094A JP2735147B2 JP 2735147 B2 JP2735147 B2 JP 2735147B2 JP 6150550 A JP6150550 A JP 6150550A JP 15055094 A JP15055094 A JP 15055094A JP 2735147 B2 JP2735147 B2 JP 2735147B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽光エネルギーや赤
外透過率制御のための材料技術に関するものであり、更
に詳しくは、環境温度によって自動的に調光するサーモ
クロミック薄膜材料の新規製造方法に関するものであ
る。
外透過率制御のための材料技術に関するものであり、更
に詳しくは、環境温度によって自動的に調光するサーモ
クロミック薄膜材料の新規製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】温度の変化によって透過率、反射率等の
光学特性が可逆的に変化することをサーモクロミック
（ＴＣ）現象と言う。このようなサーモクロミック特性
を有するＴＣ材料を、例えば、窓コーティング材として
使えば、環境温度によって自動的に入射太陽光エネルギ
ーの制御が可能となり、快適な住居空間を確保できると
同時に、冷房負荷の低減にもつながることから、近年、
このような“スマートな窓コーティング材料”に関する
研究が種々行われている〔例えば、1) C.G. Granqvist:
Materials Science for Solar Energy Conversion Sys
tems, ed. Granqvist (Pergamon Press. (1991) 、2)
C.G. Granqvist: Thin Solid Films 193/194(1990) 73
0、3) G.V. Jorgenson and J.C. Lee: Sol. Energy Mat
er. 14 (1986)205、4) S.M. Babulanam, T.S. Eriksso
n, G.A. Niklasson and C.G. Granqvist: Sol. Energy
Mater. 16 (1987) 347 、5) K.A. Khan, G.A. Niklasso
n and C.G. Granqvist: J. Appl. Phys. 64 (1988) 332
7、6) K.A. Khan and C.G. Granqvist: Appl. Phys. Le
tt. 55 (1989) 4、7) S.J. Jiang, C.B. Ye, M.S.R. Kh
an and C.G. Granqvist: Appl. Opt. 30 (1991) 84
7〕。
光学特性が可逆的に変化することをサーモクロミック
（ＴＣ）現象と言う。このようなサーモクロミック特性
を有するＴＣ材料を、例えば、窓コーティング材として
使えば、環境温度によって自動的に入射太陽光エネルギ
ーの制御が可能となり、快適な住居空間を確保できると
同時に、冷房負荷の低減にもつながることから、近年、
このような“スマートな窓コーティング材料”に関する
研究が種々行われている〔例えば、1) C.G. Granqvist:
Materials Science for Solar Energy Conversion Sys
tems, ed. Granqvist (Pergamon Press. (1991) 、2)
C.G. Granqvist: Thin Solid Films 193/194(1990) 73
0、3) G.V. Jorgenson and J.C. Lee: Sol. Energy Mat
er. 14 (1986)205、4) S.M. Babulanam, T.S. Eriksso
n, G.A. Niklasson and C.G. Granqvist: Sol. Energy
Mater. 16 (1987) 347 、5) K.A. Khan, G.A. Niklasso
n and C.G. Granqvist: J. Appl. Phys. 64 (1988) 332
7、6) K.A. Khan and C.G. Granqvist: Appl. Phys. Le
tt. 55 (1989) 4、7) S.J. Jiang, C.B. Ye, M.S.R. Kh
an and C.G. Granqvist: Appl. Opt. 30 (1991) 84
7〕。
【０００３】また、幾つかの遷移金属酸化物がサーモク
ロミック特性を示すことが知られているが、特に、二酸
化バナジウムは、サーモクロミック特性を示すことがよ
く知られている。二酸化バナジウムの結晶は、６８℃で
可逆的に半導体−金属相転移が発生し、昇温と共に赤外
透過率が大幅に減少する。また、二酸化バナジウムのバ
ナジウムを他の金属（Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｒｅ等）
で置換すること、あるいは酸素を弗素などで置換するこ
とにより、転移温度が下げられることから、室温付近で
の転移温度を有する二酸化バナジウム薄膜を太陽光エネ
ルギーの自動制御用調光素子として応用することが検討
されている〔例えば、C. G. Granqvist;Thin Solid Fil
ms 193/194 (1990) 730〕。
ロミック特性を示すことが知られているが、特に、二酸
化バナジウムは、サーモクロミック特性を示すことがよ
く知られている。二酸化バナジウムの結晶は、６８℃で
可逆的に半導体−金属相転移が発生し、昇温と共に赤外
透過率が大幅に減少する。また、二酸化バナジウムのバ
ナジウムを他の金属（Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｒｅ等）
で置換すること、あるいは酸素を弗素などで置換するこ
とにより、転移温度が下げられることから、室温付近で
の転移温度を有する二酸化バナジウム薄膜を太陽光エネ
ルギーの自動制御用調光素子として応用することが検討
されている〔例えば、C. G. Granqvist;Thin Solid Fil
ms 193/194 (1990) 730〕。
【０００４】しかし、実用化を可能とするような太陽光
エネルギー制御のための二酸化バナジウム薄膜の形成に
関する知識が極めて少なく、転移温度を下げるための有
効な金属添加法はいまだ確立されていない状況にある。
従来の金属添加法について、例えば、イオンビームスパ
ッタによる添加例や〔G. Jorgenson et al, Solar Ener
gy Materials 14 (1986) 205〕、バナジウムターゲット
の上にタングステンの板を置いてのスパッタ〔M. Fukum
a et al, Applied Optics 22 (1983) 265 〕によるタン
グステン添加例があったが、いずれも添加量範囲が非常
に狭く、薄膜の組成の均一性や添加量の精密な制御がで
きていない、等の問題点があった。
エネルギー制御のための二酸化バナジウム薄膜の形成に
関する知識が極めて少なく、転移温度を下げるための有
効な金属添加法はいまだ確立されていない状況にある。
従来の金属添加法について、例えば、イオンビームスパ
ッタによる添加例や〔G. Jorgenson et al, Solar Ener
gy Materials 14 (1986) 205〕、バナジウムターゲット
の上にタングステンの板を置いてのスパッタ〔M. Fukum
a et al, Applied Optics 22 (1983) 265 〕によるタン
グステン添加例があったが、いずれも添加量範囲が非常
に狭く、薄膜の組成の均一性や添加量の精密な制御がで
きていない、等の問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、このよ
うな状況の中で、転移温度を精密に設定することができ
ると共に、上記問題点を確実に解決することが可能な新
しい金属添加法を確立することを目標として鋭意研究を
積み重ねた結果、反応性二元同時スパッタ法等によりタ
ングステンを添加した二酸化バナジウム薄膜を作製する
ことにより所期の目的を達成できることを見い出し、本
発明を完成するに至った。
うな状況の中で、転移温度を精密に設定することができ
ると共に、上記問題点を確実に解決することが可能な新
しい金属添加法を確立することを目標として鋭意研究を
積み重ねた結果、反応性二元同時スパッタ法等によりタ
ングステンを添加した二酸化バナジウム薄膜を作製する
ことにより所期の目的を達成できることを見い出し、本
発明を完成するに至った。
【０００６】本発明は、転移温度を下げるための有効な
金属添加法を確立することを目的とするものである。
金属添加法を確立することを目的とするものである。
【０００７】また、本発明は、そのような金属添加法に
よって、転移温度が精密に設定できるサーモクロミック
材料を製造する方法を提供することを目的とするもので
ある。
よって、転移温度が精密に設定できるサーモクロミック
材料を製造する方法を提供することを目的とするもので
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、バナジウムタ
ーゲットとタングステンターゲットを反応性二元同時ス
パッタ（Dual-target sputtering）することによって、
−８１℃〜６７℃の間で相転移を示し、かつ転移温度が
任意に、かつ、精密に設定できるＶ1-xＷxＯ2 （ｘ＝
０．０００４〜０．０６６）組成を持つサーモクロミッ
ク材料の作製を達成するものであり、又は、タングステ
ンを０．０４〜１０原子％含有するバナジウムタングス
テン合金のターゲットを反応性スパッタすることによっ
て−８１℃〜６７℃の間で相転移を示し、かつ特定の転
移温度を持つＶ1-xＷxＯ2 （ｘ＝０．０００４〜０．０
６６）組成を有するサーモクロミック材料の作製を達成
するものである。
ーゲットとタングステンターゲットを反応性二元同時ス
パッタ（Dual-target sputtering）することによって、
−８１℃〜６７℃の間で相転移を示し、かつ転移温度が
任意に、かつ、精密に設定できるＶ1-xＷxＯ2 （ｘ＝
０．０００４〜０．０６６）組成を持つサーモクロミッ
ク材料の作製を達成するものであり、又は、タングステ
ンを０．０４〜１０原子％含有するバナジウムタングス
テン合金のターゲットを反応性スパッタすることによっ
て−８１℃〜６７℃の間で相転移を示し、かつ特定の転
移温度を持つＶ1-xＷxＯ2 （ｘ＝０．０００４〜０．０
６６）組成を有するサーモクロミック材料の作製を達成
するものである。
【０００９】本発明においては、反応性二元同時スパッ
タ法に関しては、多成分同時スパッタ装置を用いて、バ
ナジウムターゲットを酸素を含むアルゴンガス中にて反
応性スパッタして二酸化バナジウム薄膜を生成するとと
もに、もう一つのターゲットのタングステンメタルをス
パッタしてタングステンの添加を行う方法が使用され
る。こうしてスパッタされた添加金属の原子が、バナジ
ウム原子の一部と置換して基板に蒸着した二酸化バナジ
ウム薄膜の結晶格子に入る。この場合、二酸化バナジウ
ム単一結晶相を形成するために、全圧０．５〜５Ｐａ、
基板温度２５０〜５００℃、印加電力２．５〜１５Ｗ／
ｃｍ2 、とすることが重要であり、特に、電力に応じた
酸素ガス比率の精密な制御が重要である。また、タング
ステンの添加量は、タングステンターゲットへの印加電
力をバナジウムのそれの０〜１５％範囲で調節すること
によって制御する。
タ法に関しては、多成分同時スパッタ装置を用いて、バ
ナジウムターゲットを酸素を含むアルゴンガス中にて反
応性スパッタして二酸化バナジウム薄膜を生成するとと
もに、もう一つのターゲットのタングステンメタルをス
パッタしてタングステンの添加を行う方法が使用され
る。こうしてスパッタされた添加金属の原子が、バナジ
ウム原子の一部と置換して基板に蒸着した二酸化バナジ
ウム薄膜の結晶格子に入る。この場合、二酸化バナジウ
ム単一結晶相を形成するために、全圧０．５〜５Ｐａ、
基板温度２５０〜５００℃、印加電力２．５〜１５Ｗ／
ｃｍ2 、とすることが重要であり、特に、電力に応じた
酸素ガス比率の精密な制御が重要である。また、タング
ステンの添加量は、タングステンターゲットへの印加電
力をバナジウムのそれの０〜１５％範囲で調節すること
によって制御する。
【００１０】タングステンの添加によって、二酸化バナ
ジウム単一相薄膜の形成条件が変動するが、酸素比率な
どを精密に調節することによって、単一相薄膜を生成す
ることが可能である。本発明者等が実験を繰り返した結
果によれば、単斜晶の二酸化バナジウム単一相の形成
が、印加電力が１０Ｗ／ｃｍ2 の場合、２．７％付近の
極めて狭い酸素流量域にしか出来ないことが判明した
（図１）。また、基板の回転によって、生成した膜の均
一性を保証することが可能となる。
ジウム単一相薄膜の形成条件が変動するが、酸素比率な
どを精密に調節することによって、単一相薄膜を生成す
ることが可能である。本発明者等が実験を繰り返した結
果によれば、単斜晶の二酸化バナジウム単一相の形成
が、印加電力が１０Ｗ／ｃｍ2 の場合、２．７％付近の
極めて狭い酸素流量域にしか出来ないことが判明した
（図１）。また、基板の回転によって、生成した膜の均
一性を保証することが可能となる。
【００１１】本発明において、タングステンを０．０４
〜１０原子％含有するバナジウム合金ターゲットを用い
る場合に関しては、当該バナジウム合金ターゲットを反
応性スパッタすることによって、全圧０．５〜５Ｐａ、
基板温度２５０〜５００℃、印加電力２．５〜１５Ｗ／
ｃｍ2 、特に、電力に応じた酸素ガス比率などを精密に
制御することにより、−８１℃〜６７℃の間で特定の転
移温度を持つ、ターゲット組成とよく対応した均質なＶ
1-xＷxＯ2 （ｘ＝０．０００４〜０．０６６）薄膜が作
製される。
〜１０原子％含有するバナジウム合金ターゲットを用い
る場合に関しては、当該バナジウム合金ターゲットを反
応性スパッタすることによって、全圧０．５〜５Ｐａ、
基板温度２５０〜５００℃、印加電力２．５〜１５Ｗ／
ｃｍ2 、特に、電力に応じた酸素ガス比率などを精密に
制御することにより、−８１℃〜６７℃の間で特定の転
移温度を持つ、ターゲット組成とよく対応した均質なＶ
1-xＷxＯ2 （ｘ＝０．０００４〜０．０６６）薄膜が作
製される。
【００１２】本発明においては、上記により作製される
薄膜の結晶相について、薄膜Ｘ線回析法（ＸＲＤ）によ
って同定した。また、組成及び添加量は、ラザフォード
後方散乱分光法（ＲＢＳ）によって精密に測定した。そ
して、分光光度計により、昇温時に薄膜が比較的にシャ
ープな調光性を示す波長領域内のある波長での透過率−
温度変化曲線を記録し、その温度変化曲線の中間点の温
度を転移温度と定義した。尚、転移温度は、昇温時にお
ける電気伝導率−温度変化曲線の中間点の温度と定義す
ることもできる。
薄膜の結晶相について、薄膜Ｘ線回析法（ＸＲＤ）によ
って同定した。また、組成及び添加量は、ラザフォード
後方散乱分光法（ＲＢＳ）によって精密に測定した。そ
して、分光光度計により、昇温時に薄膜が比較的にシャ
ープな調光性を示す波長領域内のある波長での透過率−
温度変化曲線を記録し、その温度変化曲線の中間点の温
度を転移温度と定義した。尚、転移温度は、昇温時にお
ける電気伝導率−温度変化曲線の中間点の温度と定義す
ることもできる。
【００１３】上記のＶ1-xＷxＯ2 （ｘ＝０．０００４〜
０．０６６）薄膜に関して、タングステンの添加量と温
度降下との関係を精密に決定したところ、ｘを０．０１
０とするタングステンの添加量に対して、約２４℃の比
率で直線的な温度降下となることが判明した。−８１℃
〜６７℃の間でタングステンの添加量を制御することに
よって、約２４℃／原子％タングステンの比率で、転移
温度が任意に設定される。
０．０６６）薄膜に関して、タングステンの添加量と温
度降下との関係を精密に決定したところ、ｘを０．０１
０とするタングステンの添加量に対して、約２４℃の比
率で直線的な温度降下となることが判明した。−８１℃
〜６７℃の間でタングステンの添加量を制御することに
よって、約２４℃／原子％タングステンの比率で、転移
温度が任意に設定される。
【００１４】組成Ｖ1-xＷxＯ2 に対して、タングステン
の添加量がｘ≦０．０６６では相転移とともに調光性が
認められるが、ｘ＞０．０６６では相転移が認められ
ず、調光性が示されない。
の添加量がｘ≦０．０６６では相転移とともに調光性が
認められるが、ｘ＞０．０６６では相転移が認められ
ず、調光性が示されない。
【００１５】太陽光エネルギーの自動制御用調光素子を
目的とするＶ1-xＷxＯ2 （ｘ＝０．０００４〜０．０６
６）薄膜については、最適な厚さが５０ｎｍ〜１００ｎ
ｍとされる。本発明によって作製されるサーモクロミッ
ク材料は、その目的によって最適な膜厚に適宜変えられ
ることはいうまでもない。
目的とするＶ1-xＷxＯ2 （ｘ＝０．０００４〜０．０６
６）薄膜については、最適な厚さが５０ｎｍ〜１００ｎ
ｍとされる。本発明によって作製されるサーモクロミッ
ク材料は、その目的によって最適な膜厚に適宜変えられ
ることはいうまでもない。
【００１６】また、Ｖ1-xＷxＯ2 （ｘ＝０．０００４〜
０．０６６）組成を有するサーモクロミック材料を保護
するための保護膜や、調光性能向上のための薄膜、例え
ば、反射防止膜などで、適宜、サーモクロミック材料を
更に被膜することができる。
０．０６６）組成を有するサーモクロミック材料を保護
するための保護膜や、調光性能向上のための薄膜、例え
ば、反射防止膜などで、適宜、サーモクロミック材料を
更に被膜することができる。
【００１７】前記したように、本発明において、スパッ
タ条件、特に、酸素比率を精密制御することによって、
単斜晶の二酸化バナジウム単一相膜を形成し得ることが
分かった。また、タングステンターゲットへの印加電力
を調整することによって、電力に応じた添加量が得ら
れ、あるいはタングステンを特定量含有するバナジウム
タングステン合金のターゲットを使用することによっ
て、合金ターゲットの組成に応じた添加量が得られるこ
とが分かった。更に、タングステンの添加により、約２
４℃／原子％タングステンの比率で、転移温度を引き下
げることができることが分かった。
タ条件、特に、酸素比率を精密制御することによって、
単斜晶の二酸化バナジウム単一相膜を形成し得ることが
分かった。また、タングステンターゲットへの印加電力
を調整することによって、電力に応じた添加量が得ら
れ、あるいはタングステンを特定量含有するバナジウム
タングステン合金のターゲットを使用することによっ
て、合金ターゲットの組成に応じた添加量が得られるこ
とが分かった。更に、タングステンの添加により、約２
４℃／原子％タングステンの比率で、転移温度を引き下
げることができることが分かった。
【００１８】このように、本発明の製造方法によって作
製される材料は、優れたサーモクロミック特性を示すも
のであり、しかも、印加電力、及び酸素流量等を精密に
制御することにより、転移温度を−８１℃〜６７℃の間
で任意に調節し、設定することが可能であることから、
例えば、従来、その実用化が困難であった、窓コーティ
ング材などをはじめとする各種の太陽光エネルギーの自
動制御用調光素などとして、極めて広範な領域での応用
を可能とするものである。
製される材料は、優れたサーモクロミック特性を示すも
のであり、しかも、印加電力、及び酸素流量等を精密に
制御することにより、転移温度を−８１℃〜６７℃の間
で任意に調節し、設定することが可能であることから、
例えば、従来、その実用化が困難であった、窓コーティ
ング材などをはじめとする各種の太陽光エネルギーの自
動制御用調光素などとして、極めて広範な領域での応用
を可能とするものである。
【００１９】
【実施例】続いて、本発明を実施例に基づいて具体的に
説明する。 実施例１ 反応性マグネトロンスパッタ装置を用いて、反応性二元
同時スパッタ法により、スパッタ蒸着を行った。当該装
置には、２個のターゲットが設置され、それぞれのター
ゲットに高周波電源又は直流電源で任意に電力制御がで
きるものである。水冷されたターゲットには、純度９
９．９％、直径５０ｍｍの金属板を使い、基板との距離
は、１００ｍｍに保った。基板には、目的に応じて、ガ
ラス及びシリコン単結晶を使った。基板の加熱には、Ｓ
ｉＣヒーターを使うことにより、酸素を含有する雰囲気
でも８００℃まで加熱可能とした。真空系を１×１０-4
Ｐａ以下に排気し、アルゴンガスでプレ・スパッタした
後、独立したマスフローコントローラで所定の割合でア
ルゴンと酸素を導入して、全圧、酸素流量比、基板温度
及び印加電力などの主なスパッタ条件を制御しながら、
反応性スパッタを行った。
説明する。 実施例１ 反応性マグネトロンスパッタ装置を用いて、反応性二元
同時スパッタ法により、スパッタ蒸着を行った。当該装
置には、２個のターゲットが設置され、それぞれのター
ゲットに高周波電源又は直流電源で任意に電力制御がで
きるものである。水冷されたターゲットには、純度９
９．９％、直径５０ｍｍの金属板を使い、基板との距離
は、１００ｍｍに保った。基板には、目的に応じて、ガ
ラス及びシリコン単結晶を使った。基板の加熱には、Ｓ
ｉＣヒーターを使うことにより、酸素を含有する雰囲気
でも８００℃まで加熱可能とした。真空系を１×１０-4
Ｐａ以下に排気し、アルゴンガスでプレ・スパッタした
後、独立したマスフローコントローラで所定の割合でア
ルゴンと酸素を導入して、全圧、酸素流量比、基板温度
及び印加電力などの主なスパッタ条件を制御しながら、
反応性スパッタを行った。
【００２０】すなわち、直径５０ｍｍ、純度９９．９％
のバナジウムターゲットと同様規格のタングステンター
ゲットを、２．７％の酸素を含むアルゴンガス中にて、
基板温度４００℃、全圧１．５Ｐａで、スパッタを行っ
た。バナジウムターゲットにＲＦ電力を２００Ｗ、タン
グステンターゲットに４．０Ｗを印加することによっ
て、ガラス及びシリコン基板上に蒸着した厚さ５８ｎｍ
の膜からなり、組成がＶ0.986Ｗ0.014Ｏ2 であり、転移
温度が３７℃の特性を有するサーモクロミック材料が得
られた。
のバナジウムターゲットと同様規格のタングステンター
ゲットを、２．７％の酸素を含むアルゴンガス中にて、
基板温度４００℃、全圧１．５Ｐａで、スパッタを行っ
た。バナジウムターゲットにＲＦ電力を２００Ｗ、タン
グステンターゲットに４．０Ｗを印加することによっ
て、ガラス及びシリコン基板上に蒸着した厚さ５８ｎｍ
の膜からなり、組成がＶ0.986Ｗ0.014Ｏ2 であり、転移
温度が３７℃の特性を有するサーモクロミック材料が得
られた。
【００２１】得られたＶ0.986Ｗ0.014Ｏ2 サーモクロミ
ック材料の透過率及び反射率スペクトルを図２に示す。
タングステンを１．４原子％添加したことにより、薄膜
の転移温度が３７℃となった。尚、転移温度より低い温
度（２０℃）では、透過率、特に赤外透過率が高いとい
う半導体的特性を示したが、転移温度以上では（５０
℃）、金属特性を示し、赤外透過率が大きく減少した。
更に、転移に際して可視光透過率がほとんど変りがな
く、つまり、目視では色が変らないという実用的観点か
ら非常に有用な特性を示した。
ック材料の透過率及び反射率スペクトルを図２に示す。
タングステンを１．４原子％添加したことにより、薄膜
の転移温度が３７℃となった。尚、転移温度より低い温
度（２０℃）では、透過率、特に赤外透過率が高いとい
う半導体的特性を示したが、転移温度以上では（５０
℃）、金属特性を示し、赤外透過率が大きく減少した。
更に、転移に際して可視光透過率がほとんど変りがな
く、つまり、目視では色が変らないという実用的観点か
ら非常に有用な特性を示した。
【００２２】実施例２ 合金ターゲットの反応性スパッタによるサーモクロミッ
ク材料の作製合金ターゲットの反応性スパッタ法によ
り、タングステンを１．７原子％含むバナジウムタング
ステン合金ターゲットを、ＲＦ電力２００Ｗ、全圧１．
５Ｐａ、基板温度４００℃、酸素比率２．７％の条件
で、スパッタを行った。ガラス及びシリコン基板上に蒸
着した厚さ８０ｎｍの膜からなり、組成がＶ0.984Ｗ
0.016Ｏ2 であり、転移温度が３０℃の特性を有するサ
ーモクロミック材料が得られた。
ク材料の作製合金ターゲットの反応性スパッタ法によ
り、タングステンを１．７原子％含むバナジウムタング
ステン合金ターゲットを、ＲＦ電力２００Ｗ、全圧１．
５Ｐａ、基板温度４００℃、酸素比率２．７％の条件
で、スパッタを行った。ガラス及びシリコン基板上に蒸
着した厚さ８０ｎｍの膜からなり、組成がＶ0.984Ｗ
0.016Ｏ2 であり、転移温度が３０℃の特性を有するサ
ーモクロミック材料が得られた。
【００２３】比較例１ 上記実施例１において、バナジウムターゲットのみを使
って反応性スパッタ法を行った結果、ＲＦ電力２００
Ｗ、全圧１．５Ｐａ、基板温度４００℃、酸素比率２．
７％の条件で、ガラス及びシリコン基板上に蒸着した厚
さ６５ｎｍの二酸化バナジウム単一相膜を作製した。得
られた二酸化バナジウム単一相膜は、転移温度が６８℃
であった。
って反応性スパッタ法を行った結果、ＲＦ電力２００
Ｗ、全圧１．５Ｐａ、基板温度４００℃、酸素比率２．
７％の条件で、ガラス及びシリコン基板上に蒸着した厚
さ６５ｎｍの二酸化バナジウム単一相膜を作製した。得
られた二酸化バナジウム単一相膜は、転移温度が６８℃
であった。
【００２４】比較例２ 上記比較例１において、二酸化バナジウム単一相薄膜の
形成について、基板温度２００℃にした場合、あるいは
全圧を６Ｐａにした場合、いずれも酸化物の混合相が認
められ、二酸化バナジウム単一相の生成が認められなか
った。
形成について、基板温度２００℃にした場合、あるいは
全圧を６Ｐａにした場合、いずれも酸化物の混合相が認
められ、二酸化バナジウム単一相の生成が認められなか
った。
【００２５】以上、本発明を実施例に基づいて説明した
が、本発明は、前記した実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載した構成を変更しない限りど
のようにでも実施することができるものであることはい
うまでもない。
が、本発明は、前記した実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載した構成を変更しない限りど
のようにでも実施することができるものであることはい
うまでもない。
【００２６】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明は、バナ
ジウムとタングステンのターゲットを反応性二元同時ス
パッタ法により、また、バナジウムタングステン合金の
ターゲットを反応性スパッタ法により、各々スパッタす
ることにより、サーモクロミック材料を製造する方法に
係るものであり、本発明によれば、タングステンを添加
した二酸化バナジウムサーモクロミック調光材料につい
て、確実な金属添加法によって転移温度を−８１〜６７
℃の間で自由に調節、設定することを可能とすることが
できる。また、環境温度によって太陽光エネルギー透過
率や赤外透過率などが自動的に制御できるため、建築物
の窓ガラス、自動車の窓ガラス、更に温室窓ガラス用コ
ーティングなどのほか、赤外透過率を温度変化によって
自動的に制御する必要のある種々の用途への利用など、
広範な分野での利用が期待されるものである。
ジウムとタングステンのターゲットを反応性二元同時ス
パッタ法により、また、バナジウムタングステン合金の
ターゲットを反応性スパッタ法により、各々スパッタす
ることにより、サーモクロミック材料を製造する方法に
係るものであり、本発明によれば、タングステンを添加
した二酸化バナジウムサーモクロミック調光材料につい
て、確実な金属添加法によって転移温度を−８１〜６７
℃の間で自由に調節、設定することを可能とすることが
できる。また、環境温度によって太陽光エネルギー透過
率や赤外透過率などが自動的に制御できるため、建築物
の窓ガラス、自動車の窓ガラス、更に温室窓ガラス用コ
ーティングなどのほか、赤外透過率を温度変化によって
自動的に制御する必要のある種々の用途への利用など、
広範な分野での利用が期待されるものである。
【図１】基板温度及び酸素流量を変えてシリコン基板上
に作製された薄膜の主な結晶相を示す。
に作製された薄膜の主な結晶相を示す。
【図２】本発明の実施例により作製されたＶ1-xＷxＯ2
（ｘ＝０．０１４）薄膜の透過率及び反射率スペクトル
を示す。
（ｘ＝０．０１４）薄膜の透過率及び反射率スペクトル
を示す。
Claims (4)
- 【請求項１】 バナジウムターゲットとタングステンタ
ーゲットを、基板温度２５０〜５００℃、全圧０．５〜
５Ｐａ、印加電力２．５〜１５Ｗ／ｃｍ ２ で、酸素比率
を精密に制御して反応性二元同時スパッタすることを特
徴とする−８１℃〜６７℃の間で相転移を示し、転移温
度が任意に、かつ精密に設定できるＶ １−ｘ Ｗ ｘ Ｏ
２ （ｘ＝０．０００４〜０．０６６）組成を持つサーモ
クロミック材料の製造方法。 - 【請求項２】 タングステンターゲットへの印加電力が
バナジウムターゲットへの印加電力の０〜１５％の範囲
であることを特徴とする請求項１記載のサーモクロミッ
ク材料の製造方法。 - 【請求項３】 タングステンを０．０４〜１０原子％含
有するバナジウムタングステン合金のターゲットを、基
板温度２５０〜５００℃、全圧０．５〜５Ｐａ、印加電
力２．５〜１５Ｗ／ｃｍ ２ で、酸素比率を精密に制御し
て反応性スパッタすることを特徴とする−８１℃〜６７
℃の間で相転移を示し、転移温度が任意に、かつ精密に
設定できるＶ １−ｘ Ｗ ｘ Ｏ ２ （ｘ＝０．０００４〜０．
０６６）組成を持つサーモクロミック材料の製造方法。 - 【請求項４】 反応性スパッタを行う際のスパッタ全圧
が約１．５Ｐａ、酸素比率が２．７付近であることを特
徴とする請求項１又は請求項３記載のサーモクロミック
材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6150550A JP2735147B2 (ja) | 1994-06-08 | 1994-06-08 | サーモクロミック材料の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6150550A JP2735147B2 (ja) | 1994-06-08 | 1994-06-08 | サーモクロミック材料の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07331430A JPH07331430A (ja) | 1995-12-19 |
| JP2735147B2 true JP2735147B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=15499330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6150550A Expired - Lifetime JP2735147B2 (ja) | 1994-06-08 | 1994-06-08 | サーモクロミック材料の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2735147B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2764539B2 (ja) | 1994-06-24 | 1998-06-11 | 工業技術院長 | サーモクロミック材料の製造方法 |
| WO2015171094A1 (en) | 2014-05-07 | 2015-11-12 | Istanbul Teknik Universitesi | A thermochromic glass material and a production method thereof |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2163921A4 (en) * | 2007-06-08 | 2012-08-29 | Bridgestone Corp | PROTECTIVE NON-INFRARED PROTECTIVE MATERIAL, LAMINATE COMPRISING THE SAME, AND OPTICAL FILTER FOR DISPLAY |
| KR101137370B1 (ko) | 2009-11-18 | 2012-04-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 복층 창호 |
| KR101137371B1 (ko) | 2009-12-03 | 2012-04-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 스마트 유리 제조 방법 및 스마트 유리 |
| KR101137373B1 (ko) | 2010-01-07 | 2012-04-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 스마트 창호 |
| US8513605B2 (en) * | 2010-04-28 | 2013-08-20 | L-3 Communications Corporation | Optically transitioning thermal detector structures |
| CN103978203B (zh) * | 2014-04-30 | 2016-06-08 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种光谱局域修饰的热色纳米复合粉体及其制备方法 |
| CN104445990B (zh) * | 2014-11-21 | 2016-09-14 | 武汉理工大学 | 一种降低二氧化钒薄膜相变温度的方法 |
| JP7120857B2 (ja) * | 2018-05-10 | 2022-08-17 | 株式会社アルバック | 抵抗体膜の製造方法及び抵抗体膜 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3899407A (en) * | 1973-08-01 | 1975-08-12 | Multi State Devices Ltd | Method of producing thin film devices of doped vanadium oxide material |
| US4393095A (en) * | 1982-02-01 | 1983-07-12 | Ppg Industries, Inc. | Chemical vapor deposition of vanadium oxide coatings |
| JPS6419622A (en) * | 1987-07-14 | 1989-01-23 | Oki Electric Ind Co Ltd | Method for forming superconductive ceramic thin film |
| JPH0193088A (ja) * | 1987-10-02 | 1989-04-12 | Fujitsu Ltd | 強誘電薄膜の形成方法 |
-
1994
- 1994-06-08 JP JP6150550A patent/JP2735147B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2764539B2 (ja) | 1994-06-24 | 1998-06-11 | 工業技術院長 | サーモクロミック材料の製造方法 |
| WO2015171094A1 (en) | 2014-05-07 | 2015-11-12 | Istanbul Teknik Universitesi | A thermochromic glass material and a production method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07331430A (ja) | 1995-12-19 |
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