论文摘要
电致变色是指材料的光学性能(光的透射、反射和吸收)通过外加电场或电流的作用在包括可见光波长的某一波长范围内发生稳定的可逆变化的现象,在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。电致变色材料广泛地应用于建筑智能玻璃、汽车自动防眩目后视镜及电致变色显示器件等,在节能环保方面有着诱人的发展前景。氧化镍薄膜是目前发现的性能最好的电致变色材料之一,它不仅能够用作电致变色薄膜,还可以作为电致变色器件的离子存储电极。本文采用反应性磁控射频溅射法和溶胶-凝胶法制备NiOx薄膜,对不同工艺和制备条件下的NiOx薄膜的结构、性质及变色性能作了详细的分析。通过磁控射频溅射法制备NiOx薄膜,研究了NiOx薄膜的电致变色过程和变色机理;在溶胶-凝胶法制备NiOx薄膜的过程中,结合NiOx薄膜的变色机理控制各环节的制备条件,得到了电致变色性能优异的氧化镍薄膜,总结出了在现有实验设备下制备氧化镍薄膜的最优条件。用射频溅射法制备氧化镍薄膜,XPS研究表明,溅射制备的NiOx薄膜的主要成份为Ni、O。XRD结构分析表明,所制备的NiOx膜为多晶结构,溅射氧分压影响NiOx膜的优先生长方向。膜中有大量的Ni空位存在,导致Ni产生了混合价态。在溶胶-凝胶法制备NiOx薄膜的过程中,通过改变溶胶组分和陈化时间、镀膜层数、干燥温度、热处理温度和时间等条件,分别用电化学腐蚀系统和紫外—可见光谱仪对薄膜进行循环伏安特性和电致变色性能进行测试。得到四水醋酸镍—无水乙醇—聚乙二醇(PEG6000)溶胶体系制备氧化镍薄膜的较佳工艺条件,即配制质量比为2:5的醋酸镍与乙二醇溶胶体系,陈化15天后旋涂3次,250℃下退火2小时,得到的氧化镍薄膜在λ=560nm时透射率调节范围达到54%,在λ=391nm时透射率调节范围达到62%。
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