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2012-1

Al添加ZnO透明導電膜の遮熱機能と構造解析


技術のポイント

導電性・熱線反射性に優れるAl添加ZnO透明導電膜において、添加されたAlの局所構造・電子状態を理解

応用研究


背景
原子価制御(Zn2+→Al3+)により導電性を与えたZnO:Al膜は、近赤外光(熱線)を反射する遮熱膜としても期待され、遮熱性能の向上が求められている。

目的
遮熱性に優れるZnO:Al膜を合成し、添加Alの局所構造・状態を観測する。

成果

多元(Zn, Al)ターゲットの反応性スパッタリングによるZnO:Al膜の合成
○雰囲気酸素量の調整等によりターゲット表面を遷移領域(酸化物⇔金属)で制御
  ⇒ 低酸素量下において、導電性・熱線反射性に優れるZnO:Al膜を合成

X線吸収端近傍構造(XANES)解析により添加Alの局所構造・電子状態を観測
○Znサイトを置換した微量の添加AlからのXANESスペクトルを観測
○低酸素量下で添加したAlにおける吸収端の高エネルギーシフト
  ⇒ 添加Alから効率的に自由電子が放出された状態にあり、膜の光・電子物性と一致



今後の展開
・成膜プロセスの最適化による性能向上
・材料系(SnO2系, TiO2系)の拡大
透明性・遮熱性を活かした
省エネ・創エネへの貢献

謝辞 本研究は、経済産業省・NEDO 「マルチセラミックス膜新断熱材料の開発」の委託業務の結果得られたものである。
また、XANES測定はフォトンファクトリーBL-9A、BL-11Aにおいて実施した。



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