氧化钨薄膜气致变色

气致变色是指材料接触到某些气体后，因发生可逆化学反应使得材料产生对特定波长光波吸收的显色效应。同电致变色相比，目前对材料气致变色性能的研究相对较少，但由于气致变色器件具有系统结构简单、影响因素少、全为固态材料、光学调节范围更广、易于大面积生产、无需外加电压、运行无能耗等众多优点，使得对WO3气致变色薄膜，特别是与之相关的复合型WO3薄膜的研究必将逐渐成为我们关注的重点。

通常，纯WO3薄膜的气致变色性能并不太理想，一般需要在WO3薄膜表面沉积一层贵金属膜作催化剂，添加贵金属膜能加快薄膜的气致变色过程，并提高薄膜对特定气体的选择性。实验发现，掺杂Au能提高WO3薄膜对H2S气体的敏感性，掺杂Ag能提高WO3薄膜对SO2的敏感性，掺杂Au和MOO3能提高WO3薄膜对NH3的敏感性。

在研究WO3薄膜的氢致变色性能时，常在WO3薄膜表面沉积一层Pd或Pt膜以提高薄膜对H2的敏感性及选择性。向WO3薄膜材料中添加催化剂或其它金属氧化物，可以起到控制薄膜晶粒尺寸、提供气敏反应的活化中心等作用，但此时薄膜的气敏响应机理十分复杂，人们对此敏感机理的认识尚不成熟，已有的理论也主要是沿用电致变色机理，存在多种解释理论模型。

目前，利用WO3薄膜气致变色效应制备出相关器件的报道还不多见，采用多种方法在玻璃基底上沉积了一层覆盖有微量Pt颗粒的非晶WO3薄膜，并将其制成具有气致变色效果的窗口，其结构如下图所示。测试的结果表明，该气致变色窗着色效果较好，其着色和褪色的速度较快，且重复进行多次气敏测试后，器件的变色性能仍能保持稳定。最终于2004年成功研制出达到商业化标准的WO3气致变色窗口。
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除了被应用于智能变色窗之外，WO3薄膜另一个重要的潜在应用是在氢气传感器件方面。近年来基于WO3气致变色效应的光纤传感器件的研发已取得了一定的进展，此类传感器属于光学型传感器，具备较多优异性能，很有研究价值，但这类器件难以实现批量生产，整套传感系统需要使用到昂贵的光学器件，成本也相对较高，因而未能广泛应用。