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《氧化钨薄膜电致变色机理的探讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第18卷第6期海军工程大学学报Vol.18No.62006年12月JOURNALOFNAVALUNIVERSITYOFENGINEERINGDec.2006文章编号:1009-3486(2006)06-0036-04氧化钨薄膜电致变色机理的探讨①112李竹影,宋玉苏,罗珊(1.海军工程大学理学院,湖北武汉430033;2.解放军通信指挥学院,湖北武汉430010)摘要:研究磁控溅射生成的氧化钨薄膜处于电解液系列中的循环伏安特性,充电电流及光学特性.采用配体场理论来解释氧化钨薄膜在电场作用下,锂离子注入引起薄膜变色的现象,认为注入的锂离子破坏了薄膜界面层内氧化钨分子的八面体结构的对称性,在内
2、部静电场和外部电场的共同作用下,钨离子d轨道的五重简并能级分裂,从而使得薄膜对可见光产生d2d吸收,导致氧化钨薄膜变色.关键词:电致变色;WO3薄膜;机理中图分类号:O484文献标识码:ASurveyofelectrochromicmechanismoftungstenoxidethinfilms112LIZhu2ying,SONGYu2su,LUOShan(1.CollegeofScience,NavalUniv.ofEngineering,Wuhan430033,China;2.CommunicationandCommandCollegeofPLA,Wuhan430010,China)
3、Abstract:TheelectrochromismsofmagnetronsputterdepositiontungstenoxidethinfilmsinLBelec2trolytes,especiallythecyclicvolt2amperecharacteristic,chargecurrentandopticscharacteristic,arenotconsistentwithliteraturedata.ThestudyshowsthesymmetryofWO6octahedronaredestroyed+6+bytheintercalationofLiions,whic
4、hcausestheWionssuperpositionenergylevelsondorbitasplit,andleadsthetungstenthinfilmstod2dabsorptionforvisiblelight.Keywords:electrochromism;WO3thinfilm;mechanism[1,2][3]关于材料的电致变色现象,有多种解释.较为流行的理论是电化学反应模型和电荷转移模型.电化学模型认为,在电压作用下,正离子和电子从薄膜的两侧注入膜内,离子与WO3发生反应生成钨青铜使薄膜变成蓝色.反转电压后,电子和正离子从变色膜中移出,薄膜被漂白.电荷转移模型认为
5、颜色的变化是由于在不同原子之间发生电荷转移而引起的光吸收.由于它们只能部分地解释氧化钨薄膜的变色现象,所以薄膜变色机理有待进一步讨论.考虑配体场理论主要研究配体场对中心离子的电子结构的影响,能很好地解释过渡金属络合物的物理和化学性能,所以本文在研究氧化钨薄膜的电光特性基础上,用配体场理论很好地解释了氧化钨薄膜的变色现象.1实验-5sy型500W射频仪的真空室气压预抽到10Pa后,通入氧气与氩气,保持混合压强为4Pa,溅射功率60W,氧气流量稳定在50ml/min,室温70℃,溅射1h,得到沉积在ITO玻璃(其方块电阻80Ω)基片上的氧化钨薄膜.①收稿日期:2006205211;修订日期:2
6、006206210基金项目:海军工程大学科学研究基金资助项目(HGDJJ2003006)作者简介:李竹影(19632),女,副教授,博士.第6期李竹影等:氧化钨薄膜电致变色机理的探讨·37·实验使用的LB系列电解液购于张家港翔达电池材料有限责任公司,主要种类有LB301(1mol的六氟磷酸锂+碳酸二甲酯+碳酸乙烯酯)、LB303(1mol的六氟磷酸锂+碳酸二乙酯+碳酸二甲酯+碳酸乙烯酯)和LB315(1mol的六氟磷酸锂+碳酸甲乙酯+碳酸二甲酯+碳酸乙烯酯).使用电导仪测量LB301,LB303和LB315电解液和1mol的高氯酸锂丙烯碳酸酯电解液(LIPC)电导率随温度的变化.采用三电极
7、ZY恒电位仪测量氧化钨薄膜浸入电解液中的循环伏安特性,氧化钨薄膜作为工作电极,铂电极作为对电极和参比电极,电压扫描速率是25mV/s,由函数记录仪记录实验结果.使用紫外分光光度计测量薄膜变色后的透过率.2实验结果与讨论氧化钨薄膜处于LB系列电解液中的循环伏安特性曲线如图1所示,与处于LIPC电解液中有较大的不同(图中A,B和C分别是薄膜在1mol六氟磷酸锂有机电解液(LB301,LB303和LB315)中的循环伏安特性曲
