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纳米VO2/ZnO复合薄膜的热致变色特性研究

朱慧群 李毅 周晟 黄毅泽 佟国香 孙若曦 张宇明 郑秋心 李榴 沈雨剪 方宝英

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纳米VO2/ZnO复合薄膜的热致变色特性研究

朱慧群, 李毅, 周晟, 黄毅泽, 佟国香, 孙若曦, 张宇明, 郑秋心, 李榴, 沈雨剪, 方宝英

Study on thermochromic properties of VO2/ZnO nanocrystalline composite films

Li Yi, Zhu Hui-Qun, Zhou Sheng, Huang Yi-Ze, Tong Guo-Xiang, Sun Ruo-Xi, Zhang Yu-Ming, Zheng Qiu-Xin, Li Liu, Shen Yu-Jian, Fang Bao-Ying
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  • 为提高VO2薄膜的热致变色性能,采用纳米结构和复合结构二者相结合的方法,通过磁控溅射技术先在玻璃衬底上制备高(002)取向ZnO薄膜,再在ZnO层上室温沉积钒金属薄膜,最后经热氧化处理获得纳米结构VO2/ZnO复合薄膜.利用变温拉曼光谱观察分析了VO2/ZnO薄膜相变前后的晶格畸变和键态的演变过程,讨论了薄膜的结构与热致红外开关特性和相变温度的内在关系.结果显示,与相同条件获得的同厚度的单层VO2薄膜相比,纳米VO
    Based on thermo-optical phase transition effect, VO2/ZnO nanostructure composite films are designed and successfully prepared by depositing ZnO films with high (002) orientation on soda-lime glass substrates first, and then the vanadium dioxide films are fabricated by depositing vanadium metal films on ZnO films at room temperature and thermal oxidation treatment. The thermochromic properties of VO2/ZnO nanocomposite films are measured and compared with the single-layer VO2 films on SiO2 glass substrates with the same thickness. The lattice distortion and bonding state of the VO2/ZnO nanocomposite films before and after phase transition are observed and analyzed by Raman spectroscopy at the different temperatures. The relations of infrared switching properties and phase transition temperature to nanostructure and film thickness are discussed. The results show that the thermochromic optical properties are improved significantly. VO2/ZnO nano-composite films have high (002) orientation so that the infrared transmittance before phase transition is more than twice as large as that after phase transition, and the width of thermal hysteresis is narrowed by about 5℃ and phase transition temperature is decreased about 8℃. It suggestes that the nano-composite films can significantly reduce the phase transition temperature and enhance the infrared light switch modulation capabilities of VO2 thin films.
    • 基金项目: 国家高技术研究发展计划(863计划) (批准号:2006AA03Z348),教育部科学技术研究重点项目(批准号:207033),上海市教育委员会科研创新重点项目(批准号:10ZZ94),广东省自然科学基金(批准号:10152902001000025),上海市研究生创新基金(批准号:JWCXSL1001)和上海市重点学科(批准号:S30502)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-05-09
  • 修回日期:  2011-06-16
  • 刊出日期:  2011-09-15

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