JPH09227860A - 酸化ニオブエレクトロクロミック材料の製造方法 - Google Patents
酸化ニオブエレクトロクロミック材料の製造方法Info
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- JPH09227860A JPH09227860A JP6550196A JP6550196A JPH09227860A JP H09227860 A JPH09227860 A JP H09227860A JP 6550196 A JP6550196 A JP 6550196A JP 6550196 A JP6550196 A JP 6550196A JP H09227860 A JPH09227860 A JP H09227860A
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- transmittance
- electrochromic
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸化ニオブエレクトロクロミック材料の製造
法を提供する。 【解決手段】 金属ニオブをターゲットとして反応性Ｄ
Ｃマグネトロンスパッタ法によりスパッタを行う、優れ
たエレクトロクロミック特性を有する酸化ニオブエレク
トロクロミック材料の製造方法。 【効果】 本発明に係る酸化ニオブエレクトロクロミッ
ク材料により、可視光透過率を 26%程度から 89%程度ま
で自由にコントロールすることが可能になる。これによ
り、建物や乗り物において、その冷房負荷や照明負荷が
できるだけ小さくなるように、透過する太陽光を制御す
ることが可能になる。
法を提供する。 【解決手段】 金属ニオブをターゲットとして反応性Ｄ
Ｃマグネトロンスパッタ法によりスパッタを行う、優れ
たエレクトロクロミック特性を有する酸化ニオブエレク
トロクロミック材料の製造方法。 【効果】 本発明に係る酸化ニオブエレクトロクロミッ
ク材料により、可視光透過率を 26%程度から 89%程度ま
で自由にコントロールすることが可能になる。これによ
り、建物や乗り物において、その冷房負荷や照明負荷が
できるだけ小さくなるように、透過する太陽光を制御す
ることが可能になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、建物や乗り物にお
ける太陽エネルギーの透過率制御のための窓材料技術に
関するものであり、更に詳しくは、ブラインドやカーテ
ンなしで自動的に入射する太陽光をコントロールするエ
レクトロ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。
ける太陽エネルギーの透過率制御のための窓材料技術に
関するものであり、更に詳しくは、ブラインドやカーテ
ンなしで自動的に入射する太陽光をコントロールするエ
レクトロ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】外部からの物理刺激により可逆的に色
（光の透過率）の変わる現象をクロミズムといい、その
中でも、電圧印加あるいは電流を通じることにより物質
に生じる可逆的な色や光透過度の変化をエレクトロクロ
ミズム（electrochromism ）と呼んでいる。歴史的に
は、1963年に Debが遷移金属酸化物であるWO3 のアモル
ファス薄膜がエレクトロクロミック現象を示すことを発
見し、よく知られるようになった。エレクトロクロミッ
ク材料を用いた実用化素子の応用としては、大きく表示
素子と調光素子に分けられが、特に近年注目を集めてい
るのが、調光素子としての応用である。調光素子とは、
建物や乗り物などの窓材に用いて、外部からの光及び熱
の出入りを自由にコントロ−ルすることができるような
素子である。エレクトロクロミック素子を窓材として用
いれば、建物の冷暖房負荷及び照明負荷をできるだけお
さえるように、窓の透過率をコントロールすることがで
き、いわゆるブラインドやカーテンのいらないインテリ
ジェントな窓が実現できることになる。
（光の透過率）の変わる現象をクロミズムといい、その
中でも、電圧印加あるいは電流を通じることにより物質
に生じる可逆的な色や光透過度の変化をエレクトロクロ
ミズム（electrochromism ）と呼んでいる。歴史的に
は、1963年に Debが遷移金属酸化物であるWO3 のアモル
ファス薄膜がエレクトロクロミック現象を示すことを発
見し、よく知られるようになった。エレクトロクロミッ
ク材料を用いた実用化素子の応用としては、大きく表示
素子と調光素子に分けられが、特に近年注目を集めてい
るのが、調光素子としての応用である。調光素子とは、
建物や乗り物などの窓材に用いて、外部からの光及び熱
の出入りを自由にコントロ−ルすることができるような
素子である。エレクトロクロミック素子を窓材として用
いれば、建物の冷暖房負荷及び照明負荷をできるだけお
さえるように、窓の透過率をコントロールすることがで
き、いわゆるブラインドやカーテンのいらないインテリ
ジェントな窓が実現できることになる。
【０００３】エレクトロクロミズムを示す材料は、無機
系の材料から有機系の材料まで、広い範囲にわたってい
るが、現在のところ、実用化が最も早いと期待されてい
る材料は酸化タングステン（WO3 ）をクロミック材料と
して用いたもので、プロトタイプの製品が開発されてい
る。酸化ニオブは、以前より酸化タングステンに似たエ
レクトロクロミック特性を示すとされてきたが、どの程
度のエレクトロクロミック特性を示す能力があるのかに
ついてはまだよくわかっていない。
系の材料から有機系の材料まで、広い範囲にわたってい
るが、現在のところ、実用化が最も早いと期待されてい
る材料は酸化タングステン（WO3 ）をクロミック材料と
して用いたもので、プロトタイプの製品が開発されてい
る。酸化ニオブは、以前より酸化タングステンに似たエ
レクトロクロミック特性を示すとされてきたが、どの程
度のエレクトロクロミック特性を示す能力があるのかに
ついてはまだよくわかっていない。
【０００４】これまで、スパッタ法を用いた酸化ニオブ
膜の作製に関する研究も幾つか行われているが、そのエ
レクトロクロミック特性は、ゾル・ゲル法などの他の方
法で得られたものに比べてよくない。特に、エレクトロ
クロミック特性の中でも、着色時と消色時の透過率の変
化が重要であるが、従来報告されているものでは46％と
66％程度とあまり大きくない（T. Maruyama and S. Ara
i: Appl. Phys. Lett.Vol.63 (1993) 869）。
膜の作製に関する研究も幾つか行われているが、そのエ
レクトロクロミック特性は、ゾル・ゲル法などの他の方
法で得られたものに比べてよくない。特に、エレクトロ
クロミック特性の中でも、着色時と消色時の透過率の変
化が重要であるが、従来報告されているものでは46％と
66％程度とあまり大きくない（T. Maruyama and S. Ara
i: Appl. Phys. Lett.Vol.63 (1993) 869）。
【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、反応性スパッタリング法による酸化ニ
オブエレクトロクロミック薄膜の諸物性の成膜条件依存
性を詳しく調べた結果、ある特定の条件で成長を行え
ば、従来報告されているよりも、約３倍程度大きい透過
率変化を示し、しかも赤外領域でも透過率をコントロー
ルできる材料が作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、反応性スパッタリング法による酸化ニ
オブエレクトロクロミック薄膜の諸物性の成膜条件依存
性を詳しく調べた結果、ある特定の条件で成長を行え
ば、従来報告されているよりも、約３倍程度大きい透過
率変化を示し、しかも赤外領域でも透過率をコントロー
ルできる材料が作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、反応性ＤＣマグネトロンスパッ
タリング法を用いて、赤外領域にいたるまで大きい透過
率変化を示す優れたエレクトロクロミック特性を持った
酸化ニオブ薄膜を製造することを目的とするものであ
る。
タリング法を用いて、赤外領域にいたるまで大きい透過
率変化を示す優れたエレクトロクロミック特性を持った
酸化ニオブ薄膜を製造することを目的とするものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明は、金属ニオブをターゲットとして反応性マグネトロ
ンスパッタリング法によりスパッタを行うことを特徴と
する優れたエレクトロクロミック特性を有する酸化ニオ
ブエレクトロクロミック薄膜の製造方法、であり、反応
性ＤＣマグネトロンスパッタリング法による前記の酸化
ニオブエレクトロクロミック薄膜の製造方法、反応性マ
グネトロンスパッタリング法によりスパッタを行う際に
基板温度を３００℃以上に加熱する前記の酸化ニオブエ
レクトロクロミック薄膜の製造方法、反応性マグネトロ
ンスパッタリング法により２段階のプリスパッタを行う
前記の酸化ニオブエレクトロクロミック薄膜の製造方
法、を望ましい態様とするものである。本発明は金属ニ
オブをターゲットとして、反応性ＤＣマグネトロンスパ
ッタリング法によって優れたエレクトロクロミック特性
を示す酸化ニオブ膜を作成するものである。酸化物薄膜
を作成するためのスパッタ法には、化合物ターゲットを
用いたスパッタリング法と金属ターゲットを用いた反応
性スパッタリング法があるが、ターゲットのコストなど
の点からは反応性スパッタリング法が有利である。ま
た、電圧の印加方式もＲＦ（高周波）スパッタリング法
とＤＣ（直流）スパッタリング法があるが、電源コスト
などの点でＤＣ法が有利である。そこで本発明は酸化ニ
オブ薄膜の作成に反応性ＤＣマグネトロンスパッタリン
グ法を用いた。ただ、一般的に反応性スパッタリング法
では、反応性ガスとターゲットが反応して表面状態が変
化して再現性が悪くなるという欠点があるが、本発明で
は、毎回成長前に、シャッターをしめた状態でまずアル
ゴンガスのみを導入してまず第１段階のプリスパッタを
行い、ターゲットの変質した表面層を取り除き、もとの
金属光沢が現れることを確認した後、今度はアルゴンと
酸素ガスを導入して第２段階のプリスパッタを行い、タ
ーゲットの状態が安定した後、シャッターを開いて成膜
を開始するという、２段階のプリスパッタを行った。こ
れにより、再現性よく成膜することが可能になった。
明は、金属ニオブをターゲットとして反応性マグネトロ
ンスパッタリング法によりスパッタを行うことを特徴と
する優れたエレクトロクロミック特性を有する酸化ニオ
ブエレクトロクロミック薄膜の製造方法、であり、反応
性ＤＣマグネトロンスパッタリング法による前記の酸化
ニオブエレクトロクロミック薄膜の製造方法、反応性マ
グネトロンスパッタリング法によりスパッタを行う際に
基板温度を３００℃以上に加熱する前記の酸化ニオブエ
レクトロクロミック薄膜の製造方法、反応性マグネトロ
ンスパッタリング法により２段階のプリスパッタを行う
前記の酸化ニオブエレクトロクロミック薄膜の製造方
法、を望ましい態様とするものである。本発明は金属ニ
オブをターゲットとして、反応性ＤＣマグネトロンスパ
ッタリング法によって優れたエレクトロクロミック特性
を示す酸化ニオブ膜を作成するものである。酸化物薄膜
を作成するためのスパッタ法には、化合物ターゲットを
用いたスパッタリング法と金属ターゲットを用いた反応
性スパッタリング法があるが、ターゲットのコストなど
の点からは反応性スパッタリング法が有利である。ま
た、電圧の印加方式もＲＦ（高周波）スパッタリング法
とＤＣ（直流）スパッタリング法があるが、電源コスト
などの点でＤＣ法が有利である。そこで本発明は酸化ニ
オブ薄膜の作成に反応性ＤＣマグネトロンスパッタリン
グ法を用いた。ただ、一般的に反応性スパッタリング法
では、反応性ガスとターゲットが反応して表面状態が変
化して再現性が悪くなるという欠点があるが、本発明で
は、毎回成長前に、シャッターをしめた状態でまずアル
ゴンガスのみを導入してまず第１段階のプリスパッタを
行い、ターゲットの変質した表面層を取り除き、もとの
金属光沢が現れることを確認した後、今度はアルゴンと
酸素ガスを導入して第２段階のプリスパッタを行い、タ
ーゲットの状態が安定した後、シャッターを開いて成膜
を開始するという、２段階のプリスパッタを行った。こ
れにより、再現性よく成膜することが可能になった。
【０００８】様々な基板温度で成長を行い、Ｘ線回折に
よってその結晶性を調べた結果、基板温度を500℃に保
って成長した試料はよく結晶化しているのに対して、基
板温度を低くするにつれて結晶性が悪くなり、基板温度
を200 ℃以下ではアモルファス状態になっていた。した
がって、基板温度を３００〜５００℃に加熱することが
好ましい。
よってその結晶性を調べた結果、基板温度を500℃に保
って成長した試料はよく結晶化しているのに対して、基
板温度を低くするにつれて結晶性が悪くなり、基板温度
を200 ℃以下ではアモルファス状態になっていた。した
がって、基板温度を３００〜５００℃に加熱することが
好ましい。
【０００９】様々な成長条件で成長した膜について、 L
iClO4 をプロピレンカーボネイトで1Nに希釈したものを
電解液としたサイクリック・ボルタンメトリーを行って
そのエレクトロクロミック特性を評価した。その結果、
得られた膜のエレクトロクロミック特性は、成長中の基
板温度に強く依存し、基板温度を高くして良く結晶化し
た試料ほど良好なクロミック特性を示すことがわかっ
た。最も良い特性を示す試料では、溶液中での透過率
が、26% から89％まで変化する極めて良い特性を示した
iClO4 をプロピレンカーボネイトで1Nに希釈したものを
電解液としたサイクリック・ボルタンメトリーを行って
そのエレクトロクロミック特性を評価した。その結果、
得られた膜のエレクトロクロミック特性は、成長中の基
板温度に強く依存し、基板温度を高くして良く結晶化し
た試料ほど良好なクロミック特性を示すことがわかっ
た。最も良い特性を示す試料では、溶液中での透過率
が、26% から89％まで変化する極めて良い特性を示した
【００１０】同じ条件で成長を行った試料について、大
気中で 300 nm から 2500 nmにおける広い波長範囲で光
学特性を評価した結果、この試料では着色時と消色時で
400nm から 2500 nmにわたる広い波長領域で大きな透
過率変化を示すことがわかったが、これは従来他のエレ
クトロクロミック材料では得られなかった特性である。
気中で 300 nm から 2500 nmにおける広い波長範囲で光
学特性を評価した結果、この試料では着色時と消色時で
400nm から 2500 nmにわたる広い波長領域で大きな透
過率変化を示すことがわかったが、これは従来他のエレ
クトロクロミック材料では得られなかった特性である。
【００１１】
【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 本実施例では酸化ニオブ薄膜の成長は反応性ＤＣマグネ
トロンスパッタ法によって行った。基板としては透明導
電膜としてITO （Indium Tin Oxide）をコ−ティングし
た（面抵抗 10 Ω）大きさ 11 x 11 x 1 mm のガラスを
用いた。タ−ゲットとしては直径 50 mm、厚さ3 mmの純
度 99.99％の金属ニオブを使用した。アルゴンガスは流
量 100 sccm で導入し、アルゴン分圧は 2 Pa に固定し
て成長を行った。酸素ガスの流量は 0から 20 sccmまで
変化させて導入した。スパッタ電源は定電圧モードで駆
動し、電流は 0.2 Aに固定した。成長中の基板温度につ
いては、基板加熱なしのものから500℃に加熱したもの
まで変化させた。膜厚は、成長中水晶膜厚計でモニター
し、成長後、触針式膜圧計により膜厚を測定して校正を
行った。成長にあたっては、チャンバーを 5 x 10 -4 P
a 程度に排気した後、シャッターを閉めた状態で、まず
純粋アルゴンのみを導入してプリスパッタを行い、ター
ゲット表面の酸化した層を取り除いた。次に、酸素とア
ルゴンを導入してプリスパッタを５分間行い、それから
シャッターを開け成長を行った。先にも触れたように、
反応性スパッタにおいてはターゲット表面が変質しやす
いので、初めのアルゴンのみによるプリスパッタは、再
現性の良い結果を得る上で重要である。
説明する。 実施例１ 本実施例では酸化ニオブ薄膜の成長は反応性ＤＣマグネ
トロンスパッタ法によって行った。基板としては透明導
電膜としてITO （Indium Tin Oxide）をコ−ティングし
た（面抵抗 10 Ω）大きさ 11 x 11 x 1 mm のガラスを
用いた。タ−ゲットとしては直径 50 mm、厚さ3 mmの純
度 99.99％の金属ニオブを使用した。アルゴンガスは流
量 100 sccm で導入し、アルゴン分圧は 2 Pa に固定し
て成長を行った。酸素ガスの流量は 0から 20 sccmまで
変化させて導入した。スパッタ電源は定電圧モードで駆
動し、電流は 0.2 Aに固定した。成長中の基板温度につ
いては、基板加熱なしのものから500℃に加熱したもの
まで変化させた。膜厚は、成長中水晶膜厚計でモニター
し、成長後、触針式膜圧計により膜厚を測定して校正を
行った。成長にあたっては、チャンバーを 5 x 10 -4 P
a 程度に排気した後、シャッターを閉めた状態で、まず
純粋アルゴンのみを導入してプリスパッタを行い、ター
ゲット表面の酸化した層を取り除いた。次に、酸素とア
ルゴンを導入してプリスパッタを５分間行い、それから
シャッターを開け成長を行った。先にも触れたように、
反応性スパッタにおいてはターゲット表面が変質しやす
いので、初めのアルゴンのみによるプリスパッタは、再
現性の良い結果を得る上で重要である。
【００１２】実施例２ 次に、様々な基板温度で成長を行い、Ｘ線回折によって
その結晶性を調べた。図１は酸素導入量 10 sccmで、成
長中の基板温度を500℃から200 ℃まで変化させた場合
の、それぞれの膜のＸ線回折パターンを示したものであ
る。膜厚はどの試料も約 100 nm で、成長時間はいずれ
も約１３分である。これらの図中たくさんのピークが見
られるが、黒丸のついていないピークはすべて下地であ
る酸化インジウム（In2O3 ）に起因するものである。そ
れ以外のピークが、蒸着した膜からの構造で、基板温度
を500 ℃にした試料ではかなり鋭いピークが見られる。
これらのピーク位置はバルクのNb2O5 のピーク位置と一
致し、この膜はよく結晶化したNb2O5 多結晶からできて
いることがわかる。基板温度を400 ℃にした膜でもやは
りNb2O5 のピークが見られるが、500 ℃の場合と比べる
とピークの強度が小さくなっており、結晶性が悪くなっ
ていることがわかる。基板温度を 300℃にした場合は、
Nb2O5のピークは見られるが、その強度はかなり小さく
なっている。基板温度が 200℃の場合は下地の酸化イン
ジウム以外のピークは見られず、膜がアモルファス状態
になっていることを示している。基板加熱を行わないで
成長を行った試料に関しても、回折パターンは 200℃の
場合と全く同じで、アモルファス状態になっていた。
その結晶性を調べた。図１は酸素導入量 10 sccmで、成
長中の基板温度を500℃から200 ℃まで変化させた場合
の、それぞれの膜のＸ線回折パターンを示したものであ
る。膜厚はどの試料も約 100 nm で、成長時間はいずれ
も約１３分である。これらの図中たくさんのピークが見
られるが、黒丸のついていないピークはすべて下地であ
る酸化インジウム（In2O3 ）に起因するものである。そ
れ以外のピークが、蒸着した膜からの構造で、基板温度
を500 ℃にした試料ではかなり鋭いピークが見られる。
これらのピーク位置はバルクのNb2O5 のピーク位置と一
致し、この膜はよく結晶化したNb2O5 多結晶からできて
いることがわかる。基板温度を400 ℃にした膜でもやは
りNb2O5 のピークが見られるが、500 ℃の場合と比べる
とピークの強度が小さくなっており、結晶性が悪くなっ
ていることがわかる。基板温度を 300℃にした場合は、
Nb2O5のピークは見られるが、その強度はかなり小さく
なっている。基板温度が 200℃の場合は下地の酸化イン
ジウム以外のピークは見られず、膜がアモルファス状態
になっていることを示している。基板加熱を行わないで
成長を行った試料に関しても、回折パターンは 200℃の
場合と全く同じで、アモルファス状態になっていた。
【００１３】実施例３ これらのサンプルについて、サイクリック・ボルタンメ
トリーを用いてそのエレクトロクロミック特性を調べ
た。電解液としては、LiClO4をプロピレンカーボネイト
で1Nに希釈したものを用い、また対極としては白金板を
用いた。その結果、基板温度を高くしてよく結晶化した
試料ほど良いエレクトロクロミック特性を示すことがわ
かった。図２に示したのは基板温度を 500℃に保って成
長した試料の電圧電流曲線（サイクリックボルタモグラ
ム）と波長 700 nm における透過率の変化を示したもの
である。この図からもわかるように、電位を下げていく
と電流が流れ始め、それと同時に透過率が下がって濃い
青色に着色した。逆に電位を上げていくと透過率が上が
り、透明な状態にもどった。ボルタモグラムを見ると、
１回目の掃引に対して２回目は若干電流値が下がってい
るが、２回目以降ほとんど変化せず良い再現性を示して
いる。透過率の変化も同様に、２回目の透過率は１回目
よりも少し小さくなっているが、２回目以降非常に良い
再現性を示し劣化などはみられなかった。
トリーを用いてそのエレクトロクロミック特性を調べ
た。電解液としては、LiClO4をプロピレンカーボネイト
で1Nに希釈したものを用い、また対極としては白金板を
用いた。その結果、基板温度を高くしてよく結晶化した
試料ほど良いエレクトロクロミック特性を示すことがわ
かった。図２に示したのは基板温度を 500℃に保って成
長した試料の電圧電流曲線（サイクリックボルタモグラ
ム）と波長 700 nm における透過率の変化を示したもの
である。この図からもわかるように、電位を下げていく
と電流が流れ始め、それと同時に透過率が下がって濃い
青色に着色した。逆に電位を上げていくと透過率が上が
り、透明な状態にもどった。ボルタモグラムを見ると、
１回目の掃引に対して２回目は若干電流値が下がってい
るが、２回目以降ほとんど変化せず良い再現性を示して
いる。透過率の変化も同様に、２回目の透過率は１回目
よりも少し小さくなっているが、２回目以降非常に良い
再現性を示し劣化などはみられなかった。
【００１４】実施例４ 次に、酸化ニオブ薄膜の溶液中での、着色時と消色時の
透過スペクトルを調べた。図３は実施例２と同じ条件で
作成した試料について、着色時と消色時の光学透過スペ
クトルを溶液中で測定したものである。着色時のスペク
トルは-1.9 Vの電位をかけて測定し、また消色時のスペ
クトルは +2 V の電位をかけながら測定した。このスペ
クトルから可視光スペクトルを計算すると、着色時と消
色時でそれぞれ、26% と89% で、この間の任意の透過率
にコントロールできるという、極めて良い性能を持った
膜が得られた。従来の報告では、スパッタ法で作成され
た膜については可視光透過率の変化が46％と66％程度と
（T. Maruyama and S. Arai:Appl. Phys. Lett. Vol.63
(1993) 869）と報告されており、本発明で得られた膜
では、それよりも約３倍大きな透過率変化が得られてい
る。これらの特性は成長中の酸素流量にはあまり大きく
依存せず、流量が 4 sccmから 20 sccmの場合にはほぼ
同様の特性を示した。
透過スペクトルを調べた。図３は実施例２と同じ条件で
作成した試料について、着色時と消色時の光学透過スペ
クトルを溶液中で測定したものである。着色時のスペク
トルは-1.9 Vの電位をかけて測定し、また消色時のスペ
クトルは +2 V の電位をかけながら測定した。このスペ
クトルから可視光スペクトルを計算すると、着色時と消
色時でそれぞれ、26% と89% で、この間の任意の透過率
にコントロールできるという、極めて良い性能を持った
膜が得られた。従来の報告では、スパッタ法で作成され
た膜については可視光透過率の変化が46％と66％程度と
（T. Maruyama and S. Arai:Appl. Phys. Lett. Vol.63
(1993) 869）と報告されており、本発明で得られた膜
では、それよりも約３倍大きな透過率変化が得られてい
る。これらの特性は成長中の酸素流量にはあまり大きく
依存せず、流量が 4 sccmから 20 sccmの場合にはほぼ
同様の特性を示した。
【００１５】実施例５ 次に、酸化ニオブ薄膜の大気中での、着色時と消色時の
透過スペクトル、反射スペクトル及び吸収スペクトルを
調べた。図４はさらに広い波長範囲における透過率変化
を見るために、着消色した試料を大気中に取り出し、そ
の光学透過スペクトル、反射スペクトルを測定し、また
これらのスペクトルから吸収スペクトルを計算したもの
である。これらを見ると、着色時と消色時で透過スペク
トルは大きく変化しているのに対して、反射スペクトル
はほとんど変化しておらず、この材料が透過型のエレク
トロクロミズムを示すことがわかる。また、その吸収ス
ペクトルの変化をみると700 nm から 2000 nmという広
い範囲で吸収スペクトルがほぼ一様に変化しているが、
このような特性を持つエレクトロクロミック材料はこれ
まで報告されていない。このような特性は、この酸化ニ
オブ薄膜が、エネルギーコントロール用の用途だけでな
く、赤外光のスイッチング素子としても用いられる可能
性があることを示唆している。
透過スペクトル、反射スペクトル及び吸収スペクトルを
調べた。図４はさらに広い波長範囲における透過率変化
を見るために、着消色した試料を大気中に取り出し、そ
の光学透過スペクトル、反射スペクトルを測定し、また
これらのスペクトルから吸収スペクトルを計算したもの
である。これらを見ると、着色時と消色時で透過スペク
トルは大きく変化しているのに対して、反射スペクトル
はほとんど変化しておらず、この材料が透過型のエレク
トロクロミズムを示すことがわかる。また、その吸収ス
ペクトルの変化をみると700 nm から 2000 nmという広
い範囲で吸収スペクトルがほぼ一様に変化しているが、
このような特性を持つエレクトロクロミック材料はこれ
まで報告されていない。このような特性は、この酸化ニ
オブ薄膜が、エネルギーコントロール用の用途だけでな
く、赤外光のスイッチング素子としても用いられる可能
性があることを示唆している。
【００１６】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。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、反応性
マグネトロンスパッタ法により、金属ニオブをターゲッ
トとして、赤外領域も含めてすぐれた調光特性を示す酸
化ニオブエレクトロクロミック薄膜の作成を可能にする
ものである。本発明によれば、可視光透過率において 2
6%から 89%まで制御できるという極めて性能のよい膜を
成膜することができる。このよな膜は太陽エネルギーを
建物内部の冷房負荷、照明負荷ができるだけ軽減できる
ようにコントロールすることが可能になり、コストを大
幅に削減することができる。また、この膜は 700から 2
000 nmにわたる広い波長範囲で吸収率が変化するため、
スイッチング素子として用いることができる。
マグネトロンスパッタ法により、金属ニオブをターゲッ
トとして、赤外領域も含めてすぐれた調光特性を示す酸
化ニオブエレクトロクロミック薄膜の作成を可能にする
ものである。本発明によれば、可視光透過率において 2
6%から 89%まで制御できるという極めて性能のよい膜を
成膜することができる。このよな膜は太陽エネルギーを
建物内部の冷房負荷、照明負荷ができるだけ軽減できる
ようにコントロールすることが可能になり、コストを大
幅に削減することができる。また、この膜は 700から 2
000 nmにわたる広い波長範囲で吸収率が変化するため、
スイッチング素子として用いることができる。
【図１】200 ℃から500 ℃まで基板温度を変化させて成
長した酸化ニオブ薄膜のＸ線回折パターンを示す。図中
黒丸をつけたピークが成長した酸化ニオブによるもの
で、それ以外のピークは基板にあらかじめコーティング
された In2O3によるものである。
長した酸化ニオブ薄膜のＸ線回折パターンを示す。図中
黒丸をつけたピークが成長した酸化ニオブによるもの
で、それ以外のピークは基板にあらかじめコーティング
された In2O3によるものである。
【図２】酸化ニオブ薄膜のサイクリックボルタモグラム
と 700 nm における透過率の変化を示す。
と 700 nm における透過率の変化を示す。
【図３】酸化ニオブ薄膜の溶液中での着色時と消色時の
透過スペクトルを示す。
透過スペクトルを示す。
【図４】酸化ニオブ薄膜の大気中での、着色時と消色時
の透過スペクトル、反射スペクトル、吸収スペクトルを
示す。
の透過スペクトル、反射スペクトル、吸収スペクトルを
示す。
Claims (4)
- 【請求項１】 金属ニオブをターゲットとして反応性マ
グネトロンスパッタリング法によりスパッタを行うこと
を特徴とする優れたエレクトロクロミック特性を有する
酸化ニオブエレクトロクロミック薄膜の製造方法。 - 【請求項２】 反応性ＤＣマグネトロンスパッタリング
法による請求項１記載の酸化ニオブエレクトロクロミッ
ク薄膜の製造方法。 - 【請求項３】 反応性マグネトロンスパッタリング法に
よりスパッタを行う際に基板温度を３００℃以上に加熱
する請求項１記載の酸化ニオブエレクトロクロミック薄
膜の製造方法。 - 【請求項４】 反応性マグネトロンスパッタリング法に
より２段階のプリスパッタを行う請求項１記載の酸化ニ
オブエレクトロクロミック薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6550196A JP2718471B2 (ja) | 1996-02-26 | 1996-02-26 | 酸化ニオブエレクトロクロミック材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6550196A JP2718471B2 (ja) | 1996-02-26 | 1996-02-26 | 酸化ニオブエレクトロクロミック材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09227860A true JPH09227860A (ja) | 1997-09-02 |
| JP2718471B2 JP2718471B2 (ja) | 1998-02-25 |
Family
ID=13288901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6550196A Expired - Lifetime JP2718471B2 (ja) | 1996-02-26 | 1996-02-26 | 酸化ニオブエレクトロクロミック材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2718471B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007061061A1 (ja) | 2005-11-25 | 2007-05-31 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | 調光材料及び調光フィルム |
| WO2017215146A1 (zh) * | 2016-06-12 | 2017-12-21 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 形成薄膜的方法以及形成氮化铝薄膜的方法 |
| WO2019205695A1 (zh) * | 2018-04-28 | 2019-10-31 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 溅射方法 |
-
1996
- 1996-02-26 JP JP6550196A patent/JP2718471B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007061061A1 (ja) | 2005-11-25 | 2007-05-31 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | 調光材料及び調光フィルム |
| US7715083B2 (en) | 2005-11-25 | 2010-05-11 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Light control material and light control film |
| WO2017215146A1 (zh) * | 2016-06-12 | 2017-12-21 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 形成薄膜的方法以及形成氮化铝薄膜的方法 |
| US10640862B2 (en) | 2016-06-12 | 2020-05-05 | Beijing Naura Microelectronics Equipment Co., Ltd. | Method for forming film and method for forming aluminum nitride film |
| WO2019205695A1 (zh) * | 2018-04-28 | 2019-10-31 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 溅射方法 |
| US11710624B2 (en) | 2018-04-28 | 2023-07-25 | Beijing Naura Microelectronics Equipment Co., Ltd. | Sputtering method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2718471B2 (ja) | 1998-02-25 |
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Legal Events
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