氧化钨和氧化镍薄膜与器件的制备及电致变色性能研究

发布时间：2021-06-16 02:49

　　电致变色是指材料的光学性质如吸收率、透过率等在外加电场作用下发生可逆变化的现象,其光学性质的改变可以实现光热调控,应用于绿色节能建筑和航天器热控等领域,因此,电致变色材料与器件的研究备受关注。本文采用电子束蒸发镀膜的方法,制备了氧化钨（WOx）和氧化镍（Ni O）电致变色薄膜,研究了厚度和热处理温度对其电致变色性能的影响,结果表明,WOx和Ni O薄膜的透过率调控范围随厚度的增加而增大,而且Ni O薄膜循环500次后调控幅度增加,400nm的Ni O薄膜初始透过率变化为26%,而循环后可达43%。热处理对电致变色薄膜的影响也是显著的,WOx薄膜在热处理后电致变色性能下降,主要表现为透过率变化的减小和响应速度的变慢,但当热处理温度超过300℃时,其透过率调控范围略有回升;WOx薄膜的红外电致变色性能主要表现在2.5¹0μm波长范围内,厚度为250nm时,在10²5μm波段发射率几乎不随电压变化,随着厚度的增大,发射率变化逐渐增大。Ni O薄膜在热处理后的电致变色性能表现与WOx相反,其透过率范围增大,且随温度的升高响应速度变快,但当热处理温度超... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

(a)不同温度黑体辐射；(b)晴天太阳辐照和人眼对光的敏感度[7]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文的。（2）阳极着色电致变色材料：NiOx、MnO2、IrOx等。与阴极着色电致变色材料相反，阳极着色电致变色材料在离子注入时变成低价还原态，是无色的，而在高价的氧化态时着色。图 1-2 为阴极、阳极着色材料在元素周期表中的分布图。

图 1-3 晶态 WOx八面体排布方式[7]自首次发现 WO3电致变色现象，科学家们就从未停止对其变色机理的研究，为此进行了大量实验与理论分析，并提出了多种可能的机理，但仍然不能将其解释清楚，还存在争议。目前主要有以下四种理论模型。（1）Deb 模型[10]Deb 模型又叫色心模型，是 Deb 在研究 WO3薄膜电致变色时提出。他采用真空蒸发镀膜的方法制备了非晶 WO3薄膜并用 Au 作为电极，观察其电致变色现象。他认为 WO3是类似离子晶体的化合物，其电致变色与电子以及带正电荷的结构缺陷-氧空位有关，着色是由于在阴极处注入电子且高度无序的非晶结构中优先着色，而当电子进入薄膜，被带正电性的氧空位捕获，形成“色心”，而被捕获的电子并不稳定，容易吸收能量跃迁从而呈现颜色变化，水也会在其中起作用，一方面 WOx表面吸附的水使电子更容易注入，另一方面，水的电解产生OH-和 H+，H+会向阴极移动补偿电子。（2）价间电荷迁移模型[26]

【参考文献】：
期刊论文
[1]电致变色材料、器件及应用研究进展[J]. 董子尧,李昕.  材料导报. 2012(13)
[2]WO3薄膜的电致变色与响应时间机理研究[J]. 杨海刚,宋桂林,张基东,王天兴,常方高.  人工晶体学报. 2011(05)
[3]氧化钨电致变色薄膜的XPS分析[J]. 李海霞,唐武,翁小龙,邓龙江,孔占兴.  稀有金属材料与工程. 2008(07)



本文编号：3232206