氧化鎢電致變色薄膜的研究.pdf

1、氧化鎢是一種過渡金屬氧化物，在氣體傳感器、光觸媒、電致變色器件等領域具有廣闊的應用前景。由于WO<,3>薄膜具有較高的透射率變化、可逆性好、相對價格低、壽命長和無毒等優點，它是最早被采用的電致變色材料，同時也是應用最廣的電致變色材料，可以應用于建筑物和汽車的玻璃上，制造節約能源、調節光線和控制熱負荷的智能窗。 本研究選擇WO<,3>作為研究對象，采用直流反應磁控濺射法制備氧化鎢電致變色薄膜，探討各種工藝參數對薄膜成分、微觀結構、

2、電致變色性能的影響。本文取得的成果和創新點有以下幾點： (1)采用直流反應磁控濺射法在不同工藝參數條件下成功制備了氧化鎢電致變色薄膜，通過XRD，SEM等分析手段研究了不同參數對氧化鎢薄膜成膜特性與薄膜性能的影響。制備所得的氧化鎢薄膜，在未著色時具有較高的透射率，最高可以達到95％左右，著色后，在550nm處可見光透射率變化可以達到64.5％，達到國內同類研究的先進水平。經過反復實驗，綜合考慮薄膜性能和成膜速率，我們認為在靶基距

3、為13cm，氬氧比為1：1(氬氣為0.4Pa，氧氣為0.4Pa)時制備氧化鎢薄膜比較合適。 (2)研究了后續退火工藝對薄膜性能的影響。熱處理可以促使非晶體向晶體轉化。XRD測試表明：用直流反應磁控濺射法制備的WOx薄膜都是非晶體薄膜。經過退火處理后薄膜呈現晶體化特征。由于氧化鎢薄膜以非晶體結構電致變色性能最佳，所以退火處理無益于氧化鎢薄膜電致變色性能的提高。 (3)研究了不同的電壓大小對氧化鎢薄膜電致變色的影響，發現所加

4、電壓必須達到一定值，WO<,3>薄膜才會發生著色現象。當所加電壓過大時，氧化鎢電致變色薄膜著色后存在自然褪色不徹底的現象，我們認為這是由于離子注入W03薄膜內導致晶體結構畸變過度無法恢復造成的。 (4)改變靶基距離對于三氧化鎢薄膜表面結構及電致變色性能的影響，是十分顯著的。a-WO<,3>(amouphous WO<,3>)薄膜隨著靶基距離的減少，其光透射率變化有下降的趨勢，電致變色性能下降。制備所得的氧化鎢薄膜，在未著色時具有