水素化イットリウム・ランタン膜の物性と可変光学材料の探求II

氢化钇镧薄膜及可变光学材料物理性质探索II

• 批准号: 11135203
• 负责人: 山口 明
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Iwate University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11135203/
• 关键词: 希土類; 水素化; 光学材料薄膜; 電気抵抗

最近、YやLaの薄膜は水素化-脱水素化によって可逆的に金属-半導体遷移を起こし、それに伴い可視光域での光透過率が変化することがわかった。これらの光学的性質の変化を伴う水素化・脱水素化に関する研究は始まったばかりであり、全体像は明らかではない。そこでY薄膜の水素吸収・放出過程について実験を行った。Pd/Y膜は超高真空中で電子ビーム蒸着法を用いて石英ガラス基板上に作製した。5000A^^<[○]>のYの上に200A^^○のPdを蒸着させた。膜は他の容器に移して真空引きした後、水素ガス中で水素化した。その過程の電気抵抗測定も行った。水素化した膜の加熱による脱水素の様子も調べた。水素化に伴い、不透明膜から橙色の半透明膜になるのが観察された。水素吸収後のX線回析jから、長時間水素中に放置しても完全に三水素化物にならず、一部二水素化物が残ることがわかった。水素吸収時の電気抵抗率の変化を調べると、初めに抵抗率は上昇し、次いで減少、最後に著しく増大した。これはα相からβ相、そしてγ相が析出するのに対応している。次に水素化した膜を真空中に一日置いて脱水素化を試みた。X線回析から三水素化物のピークがみられ、脱水素もすぐには完了しないことがわかった。このように、脱水素化は常温では非常に遅いことがわかった。そこで加熱させたときの脱水素化の様子を調べた。440℃で熱処理を行うと三水素化物が消失し、同時に酸化物が生成されることがわかった。さらにこの後、水素化処理を行った膜では三水素化物は生成しなかった。Pd保護層が役割を完全には果たさずに酸化物層が形成され、水素の拡散をブロッキングしていると考えられる。結論として、今回用いたような方法では脱水素化は容易ではない。保護層の最適化と共に、脱水素化を容易に行わせる組成・構造・方法をさらに探求することが今後必要であると考えられる。

Recently, Y and La thin films have been transformed into reversible metal-semiconductor transitions, which are accompanied by changes in light transmittance in the visible light domain. The study of the optical properties of these materials begins with the study of hydration and dehydration, and the study of the whole image begins with the study of hydration. The process of absorption and emission of water in Y thin films is very complicated. Pd/Y films are prepared by electron evaporation in ultra-high vacuum on quartz substrates. 5000A^^<[0]> Y on top of 200A^^Pd on top of steam. After the membrane is removed from the container, the water element is removed from the container. Electrical resistance measurement of the process. The heat of the membrane is used to adjust the moisture content of the membrane. Water element is accompanied by middle, opaque film, orange translucent film and so on. X-ray analysis after absorption of water, long-term storage of water, complete trihydrate, partial dihydrate residue The electrical resistivity of water absorption decreases, increases, decreases, and increases at the beginning. The α phase, β phase and γ phase are separated from each other. The second step is to remove water from the membrane. X-ray analysis shows that the trihydrate is not stable, and the dehydration is not stable.このように、脱水素化は常温では非常に遅いことがわかった。The heat is applied to the water and the solvent is removed. Heat treatment at 440℃ causes trihydrate to disappear, while acid compounds are generated. After the treatment of hydration, the film is formed into a hydrate. The Pd protective layer is completely removed, and the acid layer is formed. The water element is dispersed. Conclusion: The method of dehydration is easy to use. The optimization of protective layer is easy to carry out. The composition, structure and method are necessary for future research.

项目成果

J. Echigoya, et al: "Optical and electrical properties of Yttrium films"J. Appl. Phys.. (to be published). (2000)

J. Echigoya 等人：“钇薄膜的光学和电学特性”J.

A.Yamaguchi, et al: "Yttrium hydride films with switchable optical properties"Proc. MRS Meetings. (to be published). (2000)

A.Yamaguchi 等人：“具有可切换光学特性的氢化钇薄膜”Proc。