氧化钨薄膜：新型调光器件的“明星材料”

在追求更高性能的新型调光器件领域，研究者发现了一种潜力巨大的材料——氧化钨（WO3）薄膜。这种薄膜凭借其出色的化学稳定性、半导体效应、光致变色、电光致变色和声致变色等性能，正逐渐取代二氧化钛（TiO2）薄膜，成为新一代调光器件的“明星材料”。那么，这种神奇的氧化钨薄膜是如何生产的呢？接下来，就让我们一起揭开它的神秘面纱。

要制备高质量的氧化钨薄膜，化学研究者可是费了不少心思。目前，常见的制备方法有溶胶-凝胶法、蒸发法、溅射法、离子辅助沉积法等。其中，反应磁控溅射法因其独特的优势，如基片温升低、沉积速率适中、膜层均匀性及附着力好、膜厚工艺参数易控制等，成为了制备氧化钨薄膜的优选方法。

反应磁控溅射法揭秘

（1）原料准备：首先选取纯度高达99.95%的金属钨靶，靶径为65mm。溅射工作气体为氩气和氧气的混合气体，氧氩比为1:1，工作气压为1.0Pa，溅射功率为5w/cm2。基片和钨靶的距离设定为7.2，溅射时间约60分钟，最终得到的膜厚约为300nm。

（2）基片处理：基片分为普通玻璃和沉积有方阻为ITO薄膜的玻璃。在制备过程中，先用洗涤剂去除基片表面的油污，然后依次用去离子水、丙酮、无水乙醇进行超声清洗10分钟，最后用干燥的氮气将基片表面吹干。

（3）退火处理：在室温条件下沉积的WO3薄膜样品需要在大气氛围中进行不同温度的退火处理。升温速率为100℃/h，恒温处理时间为2小时，然后自然冷却即可得到产物。

为了验证氧化钨薄膜的性能，科学家进行了一系列检测。用普通玻璃为基片的薄膜进行了X射线衍射和AFM形貌检测，用ITO玻璃为基片的薄膜则进行了紫外-可见光透过率和循环伏安曲线检测。结果表明，在室温条件下沉积的原始态薄膜以及退火温度200℃以下的薄膜，基本保持着非晶结构，具有良好的Li+致色性能，薄膜的透光调控能力达到61.42%。然而，随着退火温度的升高，薄膜开始晶化，Li+致色性能急剧下降。

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