JP2764539B2 - サーモクロミック材料の製造方法 - Google Patents
サーモクロミック材料の製造方法Info
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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】このように、従来、各種の材料に関する研
究が行われているが、その中でも、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、昇温時に相転移を伴って赤外
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）
で置換することにより、転移温度が下げられることか
ら、例えば、室温付近での転移温度を有する二酸化バナ
ジウム薄膜を開発すること、そして、それを太陽光エネ
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 Fi
lms 193/194 (1990) 730〕。
究が行われているが、その中でも、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、昇温時に相転移を伴って赤外
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）
で置換することにより、転移温度が下げられることか
ら、例えば、室温付近での転移温度を有する二酸化バナ
ジウム薄膜を開発すること、そして、それを太陽光エネ
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 Fi
lms 193/194 (1990) 730〕。
【０００４】しかし、これまでのところ、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、当該二
酸化バナジウム薄膜について、その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、スパッタ法
によるタングステンの添加例があったが〔1) G. Jorgen
son et al, Solar Energy Materials 14 (1986) 205 、
2) M. Fukuma et al, Applied Optics 22 (1983) 26
5〕、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。一方、スパッタ法によるモリブデンの添加
例がほとんど見られていない状況にあった。
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、当該二
酸化バナジウム薄膜について、その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、スパッタ法
によるタングステンの添加例があったが〔1) G. Jorgen
son et al, Solar Energy Materials 14 (1986) 205 、
2) M. Fukuma et al, Applied Optics 22 (1983) 26
5〕、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。一方、スパッタ法によるモリブデンの添加
例がほとんど見られていない状況にあった。
【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、モリブデンの添加により転移温度を精
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モリブデ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
ることを見いだし、本発明を完成するに至った。
うな状況の中で、モリブデンの添加により転移温度を精
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モリブデ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
ることを見いだし、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
モリブデン添加方法を確立することを目的とするもので
ある。
モリブデン添加方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、そのようなモリブデン添
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。
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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、バナジウムタ
ーゲットとモリブデ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、−
３８℃〜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-xＭoxＯ2（ｘ＝０．
０００６〜０．０９８）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、モリブデンを
０．０６〜１０原子％含有するバナジウムモリブデン合
金のターゲットを反応性スパッタすることによって−３
８℃〜６７℃の間で相転移を示し、かつ特定の転移温度
を持つＶ1-xＭoxＯ2（ｘ＝０．０００６〜０．０９８）
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。
ーゲットとモリブデ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、−
３８℃〜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-xＭoxＯ2（ｘ＝０．
０００６〜０．０９８）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、モリブデンを
０．０６〜１０原子％含有するバナジウムモリブデン合
金のターゲットを反応性スパッタすることによって−３
８℃〜６７℃の間で相転移を示し、かつ特定の転移温度
を持つＶ1-xＭoxＯ2（ｘ＝０．０００６〜０．０９８）
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モリブデンメタルをスパ
ッタしてモリブデ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モリブデンの原子が、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／ｃｍ
2 、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、モリブデン
の添加量は、モリブデ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モリブデンメタルをスパ
ッタしてモリブデ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モリブデンの原子が、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／ｃｍ
2 、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、モリブデン
の添加量は、モリブデ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】モリブデンの添加によって、二酸化バナジ
ウム単一相薄膜の形成条件が変動するが、印加電力や酸
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 、全圧が１．５Ｐ
ａ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。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。
ウム単一相薄膜の形成条件が変動するが、印加電力や酸
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 、全圧が１．５Ｐ
ａ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。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、モリブデンを０．０６〜
１０原子％含有するバナジウムモリブデン合金ターゲッ
トを用いる場合に関しては、当該バナジウムモリブデン
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、−３８℃〜６
７℃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Ｖ1-xＭoxＯ2（ｘ＝０．０００６〜
０．０９８）単一相薄膜が作製される。
１０原子％含有するバナジウムモリブデン合金ターゲッ
トを用いる場合に関しては、当該バナジウムモリブデン
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、−３８℃〜６
７℃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Ｖ1-xＭoxＯ2（ｘ＝０．０００６〜
０．０９８）単一相薄膜が作製される。
【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-xＭoxＯ2（ｘ＝０．０００６〜
０．０９８）薄膜に関して、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０．０１０とするモリブ
デンの添加量に対して、約１１℃の比率で直線的な温度
降下となることが判明した。モリブデンの添加量を制御
することによって、約１１℃／原子％モリブデンの比率
で、−３８℃〜６７℃の間で転移温度が任意に設定され
る。
０．０９８）薄膜に関して、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０．０１０とするモリブ
デンの添加量に対して、約１１℃の比率で直線的な温度
降下となることが判明した。モリブデンの添加量を制御
することによって、約１１℃／原子％モリブデンの比率
で、−３８℃〜６７℃の間で転移温度が任意に設定され
る。
【００１４】組成Ｖ1-xＭoxＯ2に対して、モリブデンの
添加量がｘ≦０．０９８では相転移とともに調光性が認
められるが、ｘ＞０．０９８では相転移が認められず、
調光性が示されない。
添加量がｘ≦０．０９８では相転移とともに調光性が認
められるが、ｘ＞０．０９８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-xＭoxＯ2（ｘ＝０．０００６〜０．０９
８）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-xＭoxＯ2（ｘ＝０．０００６〜０．０９
８）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-xＭoxＯ2（ｘ＝０．０００６〜
０．０９８）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。
０．０９８）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、モリブデ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、
あるいはモリブデンを特定量含有するバナジウムモリブ
デ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、モリブデンの添加により、約１１℃／原子％
モリブデンの比率で、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、モリブデ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、
あるいはモリブデンを特定量含有するバナジウムモリブ
デ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、モリブデンの添加により、約１１℃／原子％
モリブデンの比率で、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−３８℃〜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
動制御用調光素子などとして、極めて広範な領域での応
用を可能とするものである。尚、本発明者等の知るとこ
ろによれば、従来、薄膜の組成の均一性や添加量の精密
な制御を可能にするモリブデンの添加方法について具体
的に報告された例は見当たらず、本発明の方法により製
造されるサーモクロミック材料の上記の特性は、本発明
者等が各種実験を積み重ねた結果、一定の条件の下に得
られるものであることが分かったものであり、上記特性
の存在については、このような実験の結果、はじめて実
証されたものである。
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−３８℃〜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
動制御用調光素子などとして、極めて広範な領域での応
用を可能とするものである。尚、本発明者等の知るとこ
ろによれば、従来、薄膜の組成の均一性や添加量の精密
な制御を可能にするモリブデンの添加方法について具体
的に報告された例は見当たらず、本発明の方法により製
造されるサーモクロミック材料の上記の特性は、本発明
者等が各種実験を積み重ねた結果、一定の条件の下に得
られるものであることが分かったものであり、上記特性
の存在については、このような実験の結果、はじめて実
証されたものである。
【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モリブデンターゲ
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、モリ
ブデンターゲットに８Ｗ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８０ｎｍの膜から
なり、組成がＶ0.960Ｍo0.040Ｏ2 であり、転移温度が
２５℃の特性を有するサーモクロミック材料が得られ
た。Ｖ0.960Ｍo0.040Ｏ2 膜のＸ線回析パターンを二酸
化バナジウムのそれと対比させて図１に示す。
のバナジウムターゲットと同様規格のモリブデンターゲ
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、モリ
ブデンターゲットに８Ｗ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８０ｎｍの膜から
なり、組成がＶ0.960Ｍo0.040Ｏ2 であり、転移温度が
２５℃の特性を有するサーモクロミック材料が得られ
た。Ｖ0.960Ｍo0.040Ｏ2 膜のＸ線回析パターンを二酸
化バナジウムのそれと対比させて図１に示す。
【００２１】得られたＶ0.960Ｍo0.040Ｏ2 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。モリブデンを４．０原子％添加したことにより、薄
膜の転移温度が２５℃となった。尚、転移温度より低い
温度（０℃）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（６０
℃）、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。
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。モリブデンを４．０原子％添加したことにより、薄
膜の転移温度が２５℃となった。尚、転移温度より低い
温度（０℃）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（６０
℃）、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、モリブデン
を３．５原子％含むバナジウムモリブデン合金ターゲッ
トを、ＲＦ電力２００Ｗ、全圧１．５Ｐａ、基板温度４
００℃、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８２ｎｍ
の膜からなり、組成がＶ0.965Ｍo0.035Ｏ2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、モリブデン
を３．５原子％含むバナジウムモリブデン合金ターゲッ
トを、ＲＦ電力２００Ｗ、全圧１．５Ｐａ、基板温度４
００℃、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８２ｎｍ
の膜からなり、組成がＶ0.965Ｍo0.035Ｏ2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
ジウムとモリブデ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、バナジウムモリブデン合金のター
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、モリブデンを添加した二
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−３８〜６７℃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となる。
ジウムとモリブデ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、バナジウムモリブデン合金のター
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、モリブデンを添加した二
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−３８〜６７℃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となる。
【図１】ＶＯ2 及び本発明の実施例で作製したＶ0.960
Ｍo0.040Ｏ2 薄膜のＸ線回析パターンを示す。
Ｍo0.040Ｏ2 薄膜のＸ線回析パターンを示す。
【図２】本発明の実施例により作製されたＶ1-xＭoxＯ2
（ｘ＝０．０４０）薄膜の透過率及び反射率スペクトル
を示す。
（ｘ＝０．０４０）薄膜の透過率及び反射率スペクトル
を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−256743（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−50294（ＪＰ，Ａ) 特許2735147（ＪＰ，Ｂ２) 金 平 外５名 「二元同時スパッタ 法によるＶ１−ＸＷＸＯ２サーモクロミ ック薄膜の作成及び調光特性」 平成五 年度 日本太陽エネルギー学会 日本風 力エネルギー協会合同研究発表会 講演 論文集 1993年12月９日日本太陽エネル ギー学会発行 Ｐ．245−248 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C09K 9/00 G02F 1/17 C23C 14/34 ＣＡ（ＳＴＮ)
Claims (4)
- 【請求項１】 −３８℃〜６７℃の間で相転移を示し、
かつ特定の転移温度を持つＶ １−Ｘ ＭｏｘＯ ２ 組成を有
するサーモクロミック材料を製造する方法であって、バ
ナジウムターゲットとモリブデンターゲットを反応性二
元同時スパッタして、組成Ｖ １−Ｘ ＭｏｘＯ ２ に対し
て、モリブデンの添加量をｘ≦０．０９８とすることを
特徴とするサーモクロミック材料の製造方法。 - 【請求項２】 モリブデンを０．０６〜１０原子％含有
するバナジウムモリブデン合金のターゲットを反応性ス
パッタす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】 反応性スパッタを行う際の基板温度が２
５０〜５００℃の範囲であることを特徴とする請求項１
又は請求項２記載の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０．５〜５Ｐａの範囲であることを特徴とする請求項
１又は請求項２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 |
|---|---|---|---|
| JP6166182A JP2764539B2 (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | サーモクロミック材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6166182A JP2764539B2 (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | サーモクロミック材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH083546A JPH083546A (ja) | 1996-01-09 |
| JP2764539B2 true JP2764539B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=15826599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6166182A Expired - Lifetime JP2764539B2 (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | サーモクロミック材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2764539B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19613221C2 (de) * | 1996-04-02 | 2001-02-22 | Fraunhofer Ges Forschung | Sonnenschutzverglasung |
| JP4665153B2 (ja) * | 2004-07-13 | 2011-04-06 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 高性能自動調光遮熱ガラス調光層膜厚の決定方法 |
| JP4836071B2 (ja) * | 2005-12-26 | 2011-12-14 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 高性能二酸化バナジウム系自動調光材料及び調光材料の性能向上方法 |
| JP2013028473A (ja) * | 2011-07-27 | 2013-02-07 | Institute Of Physical & Chemical Research | 電気制御調光素子 |
| KR101278059B1 (ko) * | 2011-12-12 | 2013-06-24 | 삼성코닝정밀소재 주식회사 | 써모크로믹 글라스 제조방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2735147B2 (ja) | 1994-06-08 | 1998-04-02 | 工業技術院長 | サーモクロミック材料の製造法 |
Family Cites Families (2)
| 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 |
-
1994
- 1994-06-24 JP JP6166182A patent/JP2764539B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2735147B2 (ja) | 1994-06-08 | 1998-04-02 | 工業技術院長 | サーモクロミック材料の製造法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 金 平 外５名 「二元同時スパッタ法によるＶ１−ＸＷＸＯ２サーモクロミック薄膜の作成及び調光特性」 平成五年度 日本太陽エネルギー学会 日本風力エネルギー協会合同研究発表会 講演論文集 １９９３年１２月９日日本太陽エネルギー学会発行 Ｐ．２４５−２４８ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH083546A (ja) | 1996-01-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |