Photochromisme en couche mince d'oxyde de tungstène

Le phénomène de photochromisme fait référence à un composé A lorsqu'il est soumis à certaines longueurs d'onde d'irradiation lumineuse, lors d'une réaction chimique donnée, il obtiendra un autre produit B, du fait de modifications de la structure qui entraîneront des modifications significatives du spectre d'absorption. Sous les autres longueurs d'onde de la lumière, il retrouvera sa forme d'origine. Si le composé peut avoir une décoloration réversible, il est appelé composé photochromique. Le phorochromisme est une réaction chimique réversible. Si l’état A est coloré, après le soleil, il devient incolore. Après la photochimie ou la thermochimie, il se transforme en A; on parle donc de phénomène photochromique réversible.

Un film mince d'oxyde de tungstène peut apparaître de couleur différente par irradiation avec une lumière appropriée. L'équation chimique ci-dessous représente son mécanisme photochromique:

WO3 + hv → WO3 * + e- + h +

h ++ 1 / 2H2O → H ++ 1 / 4O2

WO3 + xe- + xH + → HxWO3

Lorsque le film mince de WO3 est irradié par la lumière solaire, les électrons et les trous h + vont pénétrer dans la bande de conduction de WO3, photogénérés avec de l’eau absorbée à la surface du film mince, générant H +, WO3 et se propageant ensuite à un changement de couleur. Le film mince WO3 pur est sensible uniquement à la lumière ultraviolette. Par conséquent, pour le film mince WO3 sans traitement préalable, les électrons et les trous ne peuvent être générés que par de la lumière ultraviolette. Après polarisation cathodique, le niveau du réseau de pièges dans la région de la bande interdite peut être généré par la lumière visible et provoquer une décoloration visible.