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非晶質酸化タングステン複合薄膜におけるイオン拡散・着色機構に関する研究

非晶氧化钨复合薄膜中离子扩散及着色机制研究

基本信息

批准号：
09215224
负责人：
難波徳郎
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

非晶質酸化タングステン薄膜に電気化学的にLi^+イオンを挿入し,X線光電子分光法により価電子帯近傍の光電子スペクトルの変化を観測した。その結果,Liの挿入に伴い0eV付近に新たなピークが出現し,Li量の増加に伴い成長した。更に,多量のLi挿入により10eVに別のピークが出現した。一般に,酸化タングステン薄膜ではWの酸化数は+6であり5d軌道は空軌道であり,挿入イオンと同時に共注入される電子がWの5d軌道にトラップされることにより,膜の色が無色から青色へと変化するとされている。0eV付近に現れたピークはW5d軌道に電子が入ったことを表すものであり,膜の着色に直接関与するピークである。イオンの過剰な挿入により膜特性が劣化するとの指摘があるが,10eV付近のピークは特性劣化に関与する膜の電子状態変化に対応しているものと考えられる。このような電子状態変化は単独で起こるものではなく,原子配列の変化に起因するものである。本研究では,酸化タングステン薄膜の電子状態変化に着目し,クラスター分子軌道計算により価電子帯スペクトルのシミュレーションを行うことにより,原子配列と電子状態の相関について検討した。代表研究者の研究グループは非晶質酸化タングステン薄膜の構造解析を永年にわたり行っており,基本的な膜構造は六方晶型WO_3結晶と正方晶型WO_3結晶のいずれかに類似した骨格構造を有していることが明らかになっている。そこで,この二つの結晶からWO_6八面体の七量体を抽出しクラスターモデルとした。イオンの挿入はクラスター中のW5d軌道に電子を挿入することでその状態を模した。結晶の骨格構造を保持したまま電子を挿入していくと,実験スペクトルと同様にHOMOレベルの直上にW5dによる準位が出現した。しかし,挿入電子の量を増やしても10eV付近に新たな準位の生成は認められなかった。この時,六本あるW-O結合のうち一本の結合性が電子挿入により結合性から反結合性へと変化していた。このような化学結合性の変化を反映する構造変化を考慮することにより,実験スペクトルを良好に再現することができた。

Amorphous thin films are characterized by Li^+ ion emission and X-ray photoelectron spectroscopy. As a result,Li's entry into the company is accompanied by 0eV, and the new company appears, and Li's amount increases with growth. In addition, a large amount of Li is injected into the 10eV, and the other particles appear. In general, the acidification number of W in the thin film is +6 0eV close to the surface of the electron into the surface of the film is directly related to the surface For example, if the film characteristics are deteriorated, the film electronic state will be deteriorated. The electronic state of the atom is changed independently, and the atomic arrangement is changed. In this study, we focus on the electronic state transition of acidified thin films, and discuss the correlation between the electronic state and atomic arrangement in molecular orbital calculations. Representative researcher's research shows that the basic film structure is hexagonal WO_3 crystal and tetragonal WO_3 crystal, and the structure of amorphous WO_3 film is similar to that of amorphous WO_3 film. The crystal of WO_6 octahedron is extracted from WO_6 octahedron. The state of electron insertion into the W5d orbital in the orbit is modeled. The crystal lattice structure is maintained and the electron penetration is maintained. The HOMO level is directly above W5d. The amount of incoming electrons increased to 10eV and the new level was generated. In this case, the six W-O bonds are combined and the electron penetration is changed from combination to anti-combination. The chemical binding property of the compound is reflected in the structural transformation.