三氧化鎢電荷遷移模型

1969 年有學者首次發現無定形三氧化鎢電致變色現象。由於其電致變色顏色對比度高、迴圈穩定性好以及熱穩定性好，使得三氧化鎢已經成為近年來研究最多，並已實現商業化的無機電致變色材料。由於三氧化鎢的電致變色機理極為複雜，其發生變色的真正原因主要與其電荷遷移過程有關。許多學者提出了各種模型來解釋三氧化鎢的變色機理，包括色心模型、小極化子模型以及電荷遷移模型等。而被三氧化鎢電致變色現象的研究者們所普遍接受的是電荷遷移模型。

三氧化物電荷遷移模型如下：

電荷遷移模型在不同晶態的三氧化鎢中有著不同的性質。三氧化鎢有非晶態與晶態兩種類型。由於消除了晶界對電荷傳輸的阻擋作用，非晶三氧化鎢薄膜顯示出更優的電致變色性能。但是，由於非晶三氧化鎢薄膜在電致變色過程中無法承受電荷嵌入脫出所引起的結構變化，且離子很容易陷入材料內降低薄膜的光調製範圍，因此其迴圈穩定性較差。

理想狀態下，結晶態的三氧化鎢可認為是一種畸形的鈣鈦礦型晶體結構。其化學鍵是鎢與氧之間的離子鍵，但兩者同樣具有明顯的共價成分。這種畸變的鈣鈦礦結構由氧化鎢八面體組成，八面體採用共角堆積的方式排列。鎢原子位於八面體的中心，每個氧原子作為橋氧為兩個三氧化鎢正八面體共用。與其他金屬氧化物一樣，三氧化鎢晶相會隨溫度發生許多變化。在三氧化鎢眾多晶相中，六方相三氧化鎢晶格內所具有一維方向的離子通道有利於電荷傳輸與擴散。因此其電致變色性能也相對較好。

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