制备WO3电致变色薄膜的低压反应离子镀工艺研究

在电子束蒸发镀膜的基础上,引入低压反应离子镀工艺制备WO3电致变色薄膜,研究不同氧分压对WO3薄膜电致变色特性的影响,实验结果表明制备时选择工作气体氩气分压为2×10-2 Pa,氧分压为4×10-2 Pa时,薄膜具有最好的电致变色特性和最大的变色范围.进而采用低压反应离子镀工艺成功地实现在塑料基板上制备WO3薄膜,并对其电致变色特性进行了研究.同时对比了采用普通电子束蒸发镀膜制备的WO3薄膜的电致变色特性.     

WO3薄膜制备及其电致变色性能研究

采用直流反应磁控溅射方法在室温下制备WO3薄膜。研究溅射功率对WO3薄膜结构及电致变色性能的影响规律,考察退火后WO3薄膜的结构演变及电致变色性能变化。结果表明溅射功率为270W时薄膜表现出较好的电致变色性能,其调制幅度达78.5%,着色时间为9s,褪色时间为3.2s。将该功率下制备的WO3薄膜进行退火处理,其结构由非晶态转变为晶态,但调制幅度、响应时间特性都发生一定程度的退化。非晶态WO3薄膜相比晶态结构具有更快的响应时间和更宽的调制幅度,但晶态薄膜具有更好的循环稳定性。     

WO_3薄膜的微观结构与电致变色机制研究

采用直流反应磁控溅射方法在ITO导电玻璃上沉积了WO3薄膜,研究了靶基距对其微结构和电致变色性能的影响,利用XRD、SEM和XPS对薄膜的微结构和成分进行了表征。通过可见光透射谱对样品的电致变色性能进行了研究,并且讨论了WO3薄膜电致变色性能与其微结构、价态变化之间的关系。发现靶基距为7cm的情况下沉积得到的WO3薄膜呈非晶态,薄膜有更多的孔隙,有利于Li+的抽取,进而显示出较好的电致变色性能。反应溅射制备的WO3薄膜中W是W6+价态,颜色为透明状,当发生着色反应时,随着薄膜中Li+成分增加,薄膜颜色变为蓝色,薄膜中W原子为W6+和W5+的混合价态。认为其电致变色的行为是由于Li+和e-在薄膜中的注入和拉出引起的W6+和W5+发生转化所致。     

直流磁控溅射沉积WO3薄膜电致变色性能研究

以金属钨为靶材,采用直流反应磁控溅射方法,在玻璃上制备电致变色WO3薄膜.利用X射线衍射(XRD)方法对薄膜的结构进行了分析,得出了WO3薄膜的沉积工艺.制备了WO3/TTO/Glass电致变色器件,并对其性能进行了研究.结果表明在Li+注入前后,薄膜的透射率平均变化约50%,具有较好的可逆变色特性;Li+注入后,WO3薄膜中的一部分W6+变为W5+,转化比例约为25%.     

基于WO3/NiOx膜系的固态电致变色器件研究

氧化钨和氧化镍是目前研究最多、应用最广的两种电致变色材料.本文详细地介绍了本实验室射频溅射WO3和NiOx薄膜的制备和性能以及以它们为基的夹层式固态电致变色器件的制作和性能.     

纳米晶WO_3电致变色特性(英文)

采用射频反应溅射制备了纳米晶WO3薄膜.基于Berg理论建立了WO3射频反应溅射模型,并分析工艺参数对滞回曲线的影响,基于研究了抽速、基片温度、馈入功率、靶片间距和溅射靶等离子体溅射面积的影响.提出了一种新的消除滞回曲线的制备纳米晶WO3薄膜的方法和优化的工艺参数.论文制备了性能良好的电致变色纳米晶WO3薄膜.分别用环境扫描电镜(ESEM)、X射线光电子能谱(XPS),X射线衍射(XRD)和分光光度计测试了该薄膜,该薄膜在可见光波段,不变色时的透光率大于95%,变色后为65%.纳米晶WO3薄膜的晶粒尺寸在40纳米左右,其高比表面积和缺陷态为电致变色的例子扩散提供了通道.     

四元掺杂电致变色薄膜材料的制备及其性能的研究

用溶胶 凝胶法首次制备了组分为 WO3、TiO2、CrO3、PEO的四元掺杂电致变色薄膜材料,得到了较佳的组分配比,用 TG DTA,XRD 研究薄膜材料的结构变化,推断出最佳热处理温度。循环伏安和可见光透过率测试表明该薄膜材料有较好的电化学性能和阴极着色效应,可以作为电致变色器件中的阴极电致变色层薄膜材料。     

磁控溅射WO3电致变色薄膜的太阳吸收率

采用直流磁控反应溅射工艺制备了WO3薄膜.WO3薄膜在原始状态和注入Li离子后的平均透射率分别为83%和6%,变化接近77%,表明该WO3薄膜具有很好的电致变色性能.根据薄膜的透射率和反射率计算了WO3薄膜的太阳吸收率:WO3薄膜在着色态和褪色态的太阳吸收率分别为0.780和0.123.     

DC磁控溅射沉积WO3电致变色薄膜

采用直流磁控反应溅射工艺制备了WO3薄膜,在初始状态和注入Li离子后的平均透射率分别为83%和6%,变化接近77%,表明该WO3薄膜样品具有很好的电致变色性能.根据薄膜的透射率和反射率分别计算了WO3薄膜的光学带隙:非晶WO3薄膜的带隙为3.31eV,多晶WO3薄膜的带隙为3.22eV.     

WO3薄膜的制备及气敏特性研究进展

WO3薄膜是一种智能材料，在电致变色、共催化和气敏性方面具有广阔的应用前景。综述了WO3薄膜材料的制备方法及现状，并对其优缺点进行了评价。介绍了气敏性方面的应用和机理，说明了不同掺杂对气敏的影响；并对今后的发展方向提出了一些看法。     

Material and sensing properties of Pd-deposited WO3 thin films

The physicochemical and electrical properties of Pd-deposited WO3 thin films were investigated as a function of Pd thickness, annealing temperature, and operating temperature for application as a hydrogen gas sensor. WO3 thin films were deposited on an insulating material using a thermal evaporator. X-ray diffractometry (XRD), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), atomic force microscopy (AFM), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) were used to evaluate the crystal structure, microstructure, surface roughness, and chemical property of the films, respectively. The deposited films grew into polycrystalline WO3 with a rhombohedral structure after annealing at 500 degrees C. Adding Pd had no effect on the crystallinity, but suppressed the growth of WO3 grains. The Pd was scattered as isolated small spherical particles of PdO2 on the WO3 thin film after annealing at 500 degrees C, while it agglomerated as irregular large particles or diffused into the WO3 after annealing at 600 degrees C. PdO2 reduction under H2 and reoxidation under air were dependent on both the Pd deposition thickness and annealing conditions. The WO3 thin film with a 2-nm-thick Pd deposit showed a good response and recovery to H2 gas at a 250 degrees C operating temperature.     

溶胶-凝胶-热解法制备介孔WO3薄膜及其电致变色性能研究

采用溶胶-凝胶-热解工艺,以PEG-400为结构导向模板剂,合成出介孔WO3薄膜,通过XRD、SEM、BET等对其晶相组成,显微结构,比表面积和孔径分布等进行了测试,结果表明所制备的介孔WO3薄膜材料为立方晶相,其平均孔径在6.37nm,比表面积高达20.69 m2/g;电化学循环伏安和光谱测试分析表明该薄膜具有良好的电致变色性能,对可见光具有很好的调制功能,平均最大透过率调制幅度可达69.96%.     

基于Si-NPA的WO_3薄膜电容湿敏性能

采用匀胶旋涂技术将WO3溶胶沉积在硅纳米孔柱阵列(si-NPA)衬底上,经500℃退火制得WO3/Si-NPA复合薄膜.场发射扫描电镜和x射线衍射的表面形貌和结构分析表明,WO3在Si-NPA表面形成连续薄膜,且复合薄膜保持了Si-NPA规则阵列结构的特点.湿敏测试结果显示:在11%到95%的相对湿度范围内,WO3/Si-NPA湿敏元件输出电容强,且随测试频率的增加而单调降低;随着WO3薄膜厚度的增加,湿敏元件灵敏度明显增大,但元件相应的响应/恢复时间却延长.     

Ta2O5-Incorporated WO3 nanocomposite film for improved electrochromic performance in an acidic condition

We report electrochromic and electrochemical properties of a WO3-Ta2O5 nanocomposite electrode that was fabricated from co-sputtering. Transmission electron microscopy (TEM) images of the WO3-Ta20 nanocomposite electrode revealed that morphology of the WO3 film was changed by incorporation of Ta2O5 nanoparticles, and their chemical states were confirmed to be W6+ and Ta5+ oxides from X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The introduction of Ta2O5 to the WO3 film played a role in alleviating surface roughness increase during continuous potential cycling; whereas the surface roughness of the WO3 film was increased from ca. 3.0 nm to ca. 13.4 nm after 400 cycles, the roughness increase on the WO3-Ta2O5 was significantly reduced to 4.2 nm after 400 cycles, as investigated by atomic force microscopy (AFM). This improvement of the stability by adding Ta2O5 may be responsible for the enhanced electrochemical and optical properties over long-term cycling with the WO3-Ta2O5 nanocomposite electrode.     

Resistive switching behavior and multiple transmittance states in solution-processed tungsten oxide

In this work, a tungsten oxide (WO(x)) film is prepared using a thiourea-assisted solution process. We demonstrate a device composed of fluorine doped tin oxide (FTO)-glass/WO(x)/electrolyte/indium-tin oxide (ITO)-glass stacking electrochromic (EC) structure and Al electrodes that are locally patterned and interposed between the WO(x) film and electrolyte, which form an Al(top electrode)/WO(x)/FTO(bottom electrode) resistance random access memory (RRAM) unit. According to transmission electron microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy analyses, the WO(x) film contains nanosize pores and metallic-tungsten nanoclusters which are scattered within the tungsten oxide layer and concentrated along the interface between the Al electrode and WO(x) film. With application of voltage to the ITO electrode, multiple transmittance states are achieved for the EC unit due to the different quantity of intercalated Li ions in the WO(x) film. As for the Al/WO(x)/FTO RRAM unit, a bipolar nonvolatile resistive switching behavior is attained by applying voltage on the Al top electrode, showing electrical bistability with an ON/OFF current ratio up to 1 × 10(4).     

基于氧化钨和氧化镍的电致变色器件研究进展

电致变色器件(Electrochromic Devices, ECDs)是一种颜色变化受电压调控的智能装置, 具有工作温度范围宽、光学对比度高、可逆双稳态性能好、驱动电压低和能耗低等优点, 在智能动态调光窗、全彩色电子显示屏、防眩光护目镜、自适应双隐身伪装以及可视化储能等领域展现出了巨大的应用潜力。阴极着色材料氧化钨(WO₃)和阳极着色材料氧化镍(NiO)是两种被广泛研究的无机电致变色材料, 由WO₃和NiO薄膜组成的互补型电致变色器件在大规模智能窗的应用中具有极高的商业价值。改善电致变色器件的综合性能如光学调制范围、响应速度、循环寿命和耐候性等问题一直备受关注。本文围绕互补型电致变色器件的结构组成, 综述了基于WO₃和NiO的电致变色全器件的近期研究进展。首先分别阐述了WO₃和NiO薄膜的电致变色机理和衰退机制, 讨论了改进制备工艺、元素掺杂改性、设计纳米结构和引入复合材料这四种薄膜性能优化策略的作用和最新研究进展, 其次, 按照器件的组成成分和结构设计介绍了互补型电致变色全器件的分类体系, 总结了各组分材料的选择和器件结构对器件综合性能的影响, 最后对电致变色器件的应用前景和发展趋势进行了展望。     

新型SnO2/WO3双层薄膜NO2敏感性能研究

采用射频磁控反应溅射锡(Sn)靶和钨(W)靶的方法制备了SnO2/WO3双层薄膜材料,通过XRD和XPS实验研究了双层薄膜的物相结构和组份,结果表明,SnO2/WO3双层薄膜经过热处理后形成了SnWO4化合物.在此基础之上,制作了相应的NO2气体敏感薄膜传感器,研究了双层薄膜传感器的制备工艺参数及工作条件对传感器性能的影响,研究了传感器的敏感特性,包括灵敏度、选择性、响应恢复等特性.结果表明,传感器对NO2气体有较好的敏感性,对其他干扰气体不敏感.