射频反应溅射氧化铌薄膜的电致变色性能研究

无机材料学报

射频反应溅射氧化铌薄膜的电致变色性能研究

黄银松; 章俞之; 胡行方

中国科学院上海硅酸盐研究所上海 200050

收稿日期:2001-04-24 修回日期:2001-07-04 出版日期:2002-05-20 网络出版日期:2002-05-20

Electrochromic Properties of Niobium Oxide Thin Films Fabricated byRF Sputtering

HUANG Yin-Song; ZHANG Yu-Zhi; HU Xing-Fang

R & D Center of Special Inorganic Materials; Shanghai Institute of Ceramics; Chinese Academy of Sciences; Shanghai 200050; China

Received:2001-04-24 Revised:2001-07-04 Published:2002-05-20 Online:2002-05-20

摘要/Abstract

摘要： 采用射频反应溅射法成功地制备了非晶态氧化铌薄膜,研究了它们的电致变色性能．这些薄膜在漂白态透明无色,而着色态则为灰褐色．循环伏安测试结果表明该薄膜具有良好的稳定性和很好的锂离子注入/抽出性能．５５０ｎｍ处的着色效率为１６．６８ｃｍ^２/Ｃ,在可见光区透过率调制幅度为２０%~３０%．结合Ｘ光电子能谱(ＸＰＳ)分析可以认为氧化铌薄膜的电致变色现象是由于锂离子和电子的共同注入与抽出,导致薄膜中的铌离子发生Ｎｂ^Ｖ和Ｎｂ^ＩＶ间的可逆氧化、还原反应引起的．

关键词: 氧化铌薄膜, 电致变色, 射频反应溅射

Abstract:

Electrochromic Nb₂O₅ films were prepared successfully by RF sputtering process. These films are transparent in bleached state and brownish gray in
colored state. Cyclic voltammetry (CV) measurement results show that the film has good stability, high reversibility of Li^+ insertion/extraction. The
coloration efficiency is 16.68cm²/C at 550nm. The difference of transmittance between bleached and colered states is 20%-30% in visible range.
XPS results show that the electrochromic properties of the Nb₂O₅ film can be attributed to the reversible redox reaction between Nb^V and Nb^IV with
the double injection/extraction of Li⁺ and e^-, which can be described as:
mmNb^V₂O₅→ Li_xNb_x^IVNb_2-x^VO₅
←→ Li_x-yNb_x-y^IVNb_2-(x-y)^VO₅ (x≥y).

Key words: iobium oxide, RF sputtering, electrochromism

中图分类号:

TB34

黄银松,章俞之,胡行方. 射频反应溅射氧化铌薄膜的电致变色性能研究[J]. 无机材料学报.

HUANG Yin-Song,ZHANG Yu-Zhi,HU Xing-Fang. Electrochromic Properties of Niobium Oxide Thin Films Fabricated byRF Sputtering[J]. Journal of Inorganic Materials.

[1]	张家强, 邹馨蕾, 王能泽, 贾春阳. 两步电沉积法制备Zn-Fe PBA薄膜及其在电致变色器件中的性能研究[J]. 无机材料学报, 2022, 37(9): 961-968.
[2]	张笑宇, 刘永盛, 李然, 李耀刚, 张青红, 侯成义, 李克睿, 王宏志. 基于Cu₃(HHTP)₂薄膜的离子液体电致变色电极[J]. 无机材料学报, 2022, 37(8): 883-890.
[3]	黄郅航, 滕官宏伟, 铁鹏, 范德松. 钙钛矿陶瓷薄膜的电致变色特性[J]. 无机材料学报, 2022, 37(6): 611-616.
[4]	武琦, 丛杉, 赵志刚. 多彩氧化钨薄膜的红外电致变色性能研究[J]. 无机材料学报, 2021, 36(5): 485-491.
[5]	王天悦, 王梦颖, 黄庆姣, 杨佳明, 王顺花, 刁训刚. 溶胶-凝胶旋涂法制备电致变色智能窗用钛酸锂薄膜[J]. 无机材料学报, 2021, 36(5): 471-478.
[6]	贾汉祥, 邵泽伟, 黄爱彬, 金平实, 曹逊. 光学设计用于全固态电致变色器件的高溅射效率三明治结构电解质[J]. 无机材料学报, 2021, 36(5): 479-484.
[7]	王金敏, 后丽君, 马董云. 氧化钼电致变色材料与器件[J]. 无机材料学报, 2021, 36(5): 461-470.
[8]	张翔, 李文杰, 王乐滨, 陈曦, 赵九蓬, 李垚. 无机电致变色材料反射特性研究进展[J]. 无机材料学报, 2021, 36(5): 451-460.
[9]	钟晓岚, 刘雪晴, 刁训刚. 基于氧化钨和氧化镍的电致变色器件研究进展[J]. 无机材料学报, 2021, 36(2): 128-139.
[10]	方华靖, 赵泽天, 武文婷, 汪宏. 柔性电致变色器件研究进展[J]. 无机材料学报, 2021, 36(2): 140-151.
[11]	周开岭, 汪浩, 张倩倩, 刘晶冰, 严辉. WO₃电致变色薄膜离子传输动力过程及其循环稳定性[J]. 无机材料学报, 2021, 36(2): 152-160.
[12]	赵起, 乔科, 姚勇吉, 陈长, 陈东初, 高彦峰. 基于高电导率的疏水气相SiO₂复合凝胶电解质的高性能电致变色器件[J]. 无机材料学报, 2021, 36(2): 161-167.
[13]	范宏伟, 李克睿, 侯成义, 张青红, 李耀刚, 王宏志. 多功能电致变色器件:从多器件到单器件集成[J]. 无机材料学报, 2021, 36(2): 115-127.
[14]	贾汉祥, 曹逊, 金平实. 无机全固态电致变色材料与器件研究进展[J]. 无机材料学报, 2020, 35(5): 511-524.
[15]	陈钧,马培华,张诚,劳伦·鲁尔曼,吕耀康. 新型多功能无机/有机复合薄膜的制备及电化学性能研究[J]. 无机材料学报, 2020, 35(2): 217-223.