Wolframoxid-Dünnfilm-Elektrochromismus

Elektrochromismus ist das Material, das unter einem äußeren elektrischen Feld eine rücktreibbare Farbänderung durchläuft. Es wurde festgestellt, dass viele Übergangsmetalloxide elektrochrome Eigenschaften aufweisen. Sie können in Kathodenmaterial des Reduktionsprozesses (wie z , Nb und Ti) und Kathodenmaterial des Oxidationsprozesses (wie Oxide von Ir, Rh, Ni und Co). WO3 ist eines der meist untersuchten kathodischen färbenden elektrochromen Materialien.

Der am häufigsten eingesetzte elektrochrome Mechanismus für WO3-Dünnschichten ist die Valenz-Übergangstheorie von Faughman. Unter der Wirkung von Strom werden Elektron und Anion von beiden Seiten des dünnen Films in WO3 eingegeben. Elektronen werden durch das W-Atom in einen lokalisierten Zustand gebracht, das Metallion M + bleibt in der Umgebung und bildet dunkelblaue Ammonium-Wolframbronze MxWO3. Es gibt W-Ionen mit unterschiedlichem Valenzzustand in MxWO3, wobei Elektronentransit unter verschiedenen W-Atomen mit unterschiedlichem Valenzzustand eine Änderung der WO3-Farbe verursacht. Die chemische Gleichung lautet:

WO3 (farblos) ＋ xＭ ＋＋ xｅ → MxWO3 （dunkelblau）

(M + kann H ＋ Li 、 Na ＋ 、 Ag, 0 ≤ x ≤ 1）

Die elektrochrome Eigenschaft von WO3 wurde in verschiedenen elektrochromen Geräten hergestellt und wird in der Praxis angewendet. Elektrochrome Vorrichtungen haben viele Vorteile, die Durchlässigkeit kann sich in einem weiten Bereich kontinuierlich ändern und kann manuell eingestellt werden. Zugspannung ist niedrig (1-2 V), geringer Stromverbrauch. Der Blickwinkel auf dem Display ist nicht eingeschränkt. Während der Lagerung verbraucht es keinen Strom. Aufgrund dieser Merkmale wird elektrochromes WO3-Material für optische Speicherung, militärische Tarnung und intelligente Fenster eingesetzt. Außerdem kann WO3 reversibel von dunkelblau zu transparent wechseln, was als photochromer Schalter verwendet werden kann.