WO3薄膜における構造の安定性と位相遷移

タングステン酸化物（WO3）薄膜は、KRFエキシマーレーザー（ラムダ= 248 nm）のバルクセラミックWO3ターゲットのアブレーションによって生成されています。WO3薄膜の結晶構造、表面形態、化学組成、および構造安定性が詳細に研究されています。新たに成長したWO3薄膜の特性評価は、X線回折（XRD）、原子間力顕微鏡（AFM）、エネルギー分散型X線分光法（EDX）、ラマン分光法（RS）、透過型電子顕微鏡（TEM）を使用して実行されました。選択された領域電子回折（SAED）測定。結果は、新たに成長したWO3薄膜がほぼ化学量論的であり、単眼症のWO3としてよく結晶化していることを示しています。結果として得られるWO3薄膜の表面形態は、根平均平方根（RMS）表面粗さが10 nmで、サイズが約60 nmの粒子を持っています。WO3薄膜の位相変換は、30〜500度CでTEMカラムでアニーリングすることにより調査されました。WO3薄膜の相転移は、温度が増加するにつれて順番に発生します。WO6オクタヘドラの歪みと傾きは、位相遷移で発生し、電子特性、したがってWO3の電気化学デバイスアプリケーションに大きく影響します。

Tungsten oxide (WO3) thin films have been produced by KrF excimer laser (lambda = 248 nm) ablation of bulk ceramic WO3 targets. The crystal structure, surface morphology, chemical composition, and structural stability of the WO3 thin films have been studied in detail. Characterization of freshly grown WO3 thin films has been performed using X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), Raman spectroscopy (RS), transmission electron microscopy (TEM), and selected area electron diffraction (SAED) measurements. The results indicate that the freshly grown WO3 thin films are nearly stoichiometric and well crystallized as monoclinic WO3. The surface morphology of the resulting WO3 thin film has grains of approximately 60 nm in size with a root-mean-square (rms) surface roughness of 10 nm. The phase transformations in the WO3 thin films were investigated by annealing in the TEM column at 30-500 degrees C. The phase transitions in the WO3 thin films occur in sequence as the temperature is increased: monoclinic --> orthorhombic --> hexagonal. Distortion and tilting of the WO6 octahedra occurs with the phase transitions and significantly affects the electronic properties and, hence, the electrochemical device applications of WO3.