亜酸化ケイ素選択放射膜の傾斜機能化による放射冷却特性の高効率化

通过功能梯度低氧化硅选择性辐射膜提高辐射冷却特性的效率

• 批准号: 17656208
• 负责人: 後藤 孝
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17656208/
• 关键词: 亜酸化ケイ素; 選択放射膜; 傾斜機能; 放射冷却; スパッタリング; オキシカーバイド; フーリエ変換赤外赤外分光法; バンドギャップ

本年度は、まず、亜酸化ケイ素(SiO)ターゲットを用いたRFスパッタリング法で作製したSiO_x膜の傾斜機能(FGM)化による選択放射特性の最適化を行った。さらに、SiOおよびSiCターゲットを用いてSi-O-Cナノコンポジット膜を作製し、得られた膜の成膜条件と、成膜速度、組成、構造および光学特性の評価を行い、研究を総括した。[SiO_x膜のFGM化による選択放射特性の最適化]雰囲気ガス中の酸素量を連続的に変化させることにより、組成の異なるSiO_x膜を作製した。xが0.98から1.70に変化するにつれて、赤外吸収のピーク位置は9.8から9,5μmに変化した。組成xを連続的に変化(FGM化)させたSiO_x積層膜を作製することにより、幅広い吸収スペクトルを有する選択放射膜が得られた。単層のSiO<0.98>膜では10μm付近に1つの鋭いピークがあるだけであるが、FGMSiO_x膜では「大気の窓」の範囲に対応する8-13μmの広帯域の吸収ピークが見られた。FGM化により高性能の選択放射膜が得られることを明らかにした。[Si-O-Cナノコンポジット膜の作製とPL発光]SiO/SiC比が1.5〜5.0の膜を作製した。SiO/SiC比の増加にともない屈折率は2.09〜1.73、バンドギャップは2.30〜1.91eV、誘電率は5.6〜3.5の範囲で変化した。得られた薄膜中の炭素の大半はシリコンと結合していることがわかった。得られた900〜1100℃の範囲で熱処理することによりSi_5C_3ナノ結晶が分散したナノコンポジット膜が得られた。1100℃以上で熱処理を施した試料からは、蛍光分光測定により微弱な発光が確認された。本申請の研究により、SiO,膜のFGM化による選択放射膜の高性能化達成した。さらにSi-O-Cナノコンポジット膜がPL発光特性を有することを明らかにした。

This year は, ま ず, 亜 acidification ケ イ element (the SiO) タ ー ゲ ッ ト を with い た RF ス パ ッ タ リ ン で グ method for system し た SiO_x membrane の tilt function (FGM) に よ る sentaku emission characteristic の line optimization を っ た. さ ら に, the SiO お よ び SiC タ ー ゲ ッ ト を with い て Si - O - C ナ ノ コ ン ポ ジ ッ ト し the membrane を cropping, and ら れ た membrane の と film-forming condition, thin film deposition rate, composition, structure お よ び optical properties の review 価 を い, research を 総 enclosed し た. [SiO_x membrane の FGM is changed に よ る sentaku emission characteristic の optimization] 雰 囲 気 ガ ス を の acid element content in even 続 に variations change さ せ る こ と に よ り, composition の different な る SiO_x membrane を cropping し た. 1.70 x 0.98 が か ら に variations change す る に つ れ て, red outside 収 の ピ ー ク position は 9.8 か ら 9, 5 microns に variations change し た. Composition x を even 続 に variations (FGM) さ せ た SiO_x laminated membrane を cropping す る こ と に よ り, picture hiroo い suction 収 ス ペ ク ト ル を have す る sentaku radiation membrane が must ら れ た. 単 layer の the SiO < 0.98 > membrane で は pay nearly 10 microns に 1 つ の sharp い ピ ー ク が あ る だ け で あ る が, FGMSiO_x membrane で は "big 気 の 窓" の van 囲 に 応 seaborne す る 8 and 13 mu m の hiroo 帯 domain の suction 収 ピ ー ク が see ら れ た. For FGmization, によ によ high-performance <s:1> select 択 radiating membrane が to obtain られる <s:1> とを brightness ら に た た. [Si-O-Cナノコ ポジット ポジット film を fabrication とPL lumination]SiO/SiC ratio が1.5-5.0 <s:1> film を fabrication た た. The SiO/SiC than の raised に と も な い は inflectional rate 2.09 ~ 1.73, バ ン ド ギ ャ ッ プ は 2.30 ~ 1.91 eV, induced electric rate is 5.6 ~ 3.5 は の van 囲 で variations change し た. The majority of the <s:1> carbon <s:1> in the られた film is シリコ シリコ と と combined with <s:1> て る る とがわ とがわ とがわ った った. Have ら れ た 900 ~ 1100 ℃ の van 囲 で hot 処 Richard す る こ と に よ り Si_5C_3 ナ ノ crystallization が scattered し た ナ ノ コ ン ポ ジ ッ ト membrane が have ら れ た. Above 1100 ℃ heat で 処 Richard を shi し た sample か ら は, 蛍 optical spectral photometry に よ り weak な 発 light が confirm さ れ た. This application <s:1> studies によ によ, SiO, membrane <s:1> FGM, による selects 択 radiation membrane <e:1> high performance to achieve た た. さ ら に Si - O - C ナ ノ コ ン ポ ジ ッ ト membrane が PL 発 optical properties を す る こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

マグネトロンスパッタリング法により作製した傾斜機能亜酸化ケイ素膜の放射冷却特性

磁控溅射法制备功能梯度低氧化硅薄膜的辐射冷却性能

• 发表时间: 2005
• 期刊: 粉体および粉末冶金 52・11
• 作者: 後藤 孝;宮崎英敏;増本 博
• 通讯作者: 増本 博

SiO_x films prepared using RF magnetron sputtering with a SiO target

采用射频磁控溅射 SiO 靶材制备 SiO_x 薄膜

• 发表时间: 2006
• 期刊: J. Non-Cryst. Solids 352・4
• 作者: H.Miyazaki;T.Goto
• 通讯作者: T.Goto

シリコン亜酸化物(SiOx)膜のFGM化による放射冷却特性の向上

通过低氧化硅 (SiOx) 膜的 FGM 改善辐射冷却特性

• 发表时间: 2005
• 期刊: 2004年度傾斜機能材料論文集
• 作者: B.-P.Zhang;L.-S.Jiao;H.Masumoto;T.Goto;後藤 孝
• 通讯作者: 後藤 孝

Plasma sputtering and opticla properties of Au/SiO2 nano-composite films

Au/SiO2纳米复合薄膜的等离子体溅射及其光学性能

• 发表时间: 2005
• 期刊: Mater.Sci.Forum 475-479
• 作者: B.-P.Zhang;L.-S.Jiao;H.Masumoto;T.Goto
• 通讯作者: T.Goto