三氧化鎢薄膜研究現狀和發展前景
三氧化鎢薄膜作為一種重要的功能薄膜材料,在商業、生活和國防等實際中具有廣泛的應用前景。
到目前為止已經有很多科學工作者進行了三氧化鎢薄膜的研究,製備三氧化鎢薄膜的方法有:蒸發法、濺射法、溶膠凝膠法、電子束蒸發法、化學蒸氣沉積法、陽極氧化法、噴霧熱解、分子束外延法、原子層外延生長法、電沉積、脈衝准分子鐳射沉積法、離子鍍法等,其中大部分方法技術複雜、工藝條件苛刻,應用受到限制。而濺射法和蒸發法等具有穩定、方便、快速、薄膜均勻等優點,溶膠凝膠法工藝簡單、成本較低、低溫合成、高度化學均勻性 (包括摻雜物質在薄膜中有較好的均勻分佈)、材料形狀多樣性等優點,所以目前使用較多的是蒸發法、磁控濺射法、溶膠凝膠法。
目前對三氧化鎢薄膜的研究大多都集中於它的電致變色性能,而對其氣致和光致變色性能研究比較少,雖然過去三氧化鎢薄膜也用作氣體感測器,但是主要通過測定電阻變化來確定氣體濃度,屬於半導體型感測器,應用時需要外加電壓加熱,而且受電磁波的干擾較大,結構比較複雜,因而這種類型氣體感測器的應用具有很大局限性。
當氫氣與三氧化鎢薄膜材料接觸時,常溫下其顏色也會發生變化,很明顯是因為薄膜的某些光學性發生了變化。氫氣是一種易燃、易爆氣體,通過常溫常壓下測定三氧化鎢薄膜光學參數的變化來確定氫氣濃度,避免了測電學參數需要加熱、加壓等外加條件和電磁干擾等,從而提高了氫氣感測器的安全性、選擇性。
光纖傳感器具有耐腐蝕性能好、抗電磁干擾能力強、靈敏度高、便於長距離測量等優點。因此用三氧化鎢薄膜製備光纖光學氫敏感測器和光致變色器件等具有重大學術意義和廣闊應用前景。