氧化鎢薄膜氣致變色

氣致變色是指材料接觸到某些氣體後，因發生可逆化學反應使得材料產生對特定波長光波吸收的顯色效應。同電致變色相比，目前對材料氣致變色性能的研究相對較少，但由於氣致變色器件具有系統結構簡單、影響因素少、全為固態材料、光學調節範圍更廣、易於大面積生產、無需外加電壓、運行無能耗等眾多優點，使得對WO3氣致變色薄膜，特別是與之相關的複合型WO3薄膜的研究必將逐漸成為我們關注的重點。

通常，純WO3薄膜的氣致變色性能並不太理想，一般需要在WO3薄膜表面沉積一層貴金屬膜作催化劑，添加貴金屬膜能加快薄膜的氣致變色過程，並提高薄膜對特定氣體的選擇性。實驗發現，摻雜Au能提高WO3薄膜對H2S氣體的敏感性，摻雜Ag能提高WO3薄膜對SO2的敏感性，摻雜Au和MOO3能提高WO3薄膜對NH3的敏感性。

在研究WO3薄膜的氫致變色性能時，常在WO3薄膜表面沉積一層Pd或Pt膜以提高薄膜對H2的敏感性及選擇性。向WO3薄膜材料中添加催化劑或其它金屬氧化物，可以起到控制薄膜晶粒尺寸、提供氣敏反應的活化中心等作用，但此時薄膜的氣敏回應機理十分複雜，人們對此敏感機理的認識尚不成熟，已有的理論也主要是沿用電致變色機理，存在多種解釋理論模型。

目前，利用WO3薄膜氣致變色效應製備出相關器件的報導還不多見，採用多種方法在玻璃基底上沉積了一層覆蓋有微量Pt顆粒的非晶WO3薄膜，並將其製成具有氣致變色效果的視窗，其結構如下圖所示。測試的結果表明，該氣致變色窗著色效果較好，其著色和褪色的速度較快，且重複進行多次氣敏測試後，器件的變色性能仍能保持穩定。最終于2004年成功研製出達到商業化標準的WO3氣致變色視窗。
<

除了被應用于智慧變色窗之外，WO3薄膜另一個重要的潛在應用是在氫氣感測器件方面。近年來基於WO3氣致變色效應的光纖傳感器件的研發已取得了一定的進展，此類感測器屬於光學型感測器，具備較多優異性能，很有研究價值，但這類器件難以實現批量生產，整套傳感系統需要使用到昂貴的光學器件，成本也相對較高，因而未能廣泛應用。