氧化钨薄膜贵金属掺杂原理

在氧化钨薄膜中掺入如贵金属等其他元素或化合物，使氧化钨薄膜产生特定的电学、磁学和光学性能，从而使氧化钨薄膜具有在其他领域具有实际应用价值或特定用途的过程称为掺杂。对氧化钨薄膜进行贵金属掺杂改性是提高氧化钨薄膜变色性能的一种应用广泛的重要方法，而不同的贵金属掺杂元素或化合物对氧化钨薄膜造成的优化机理及作用效果也大相径庭。

由于氧化钨的费米能级（温度为绝对零度时固体能带中充满电子的最高能级）比贵金属的功函数（逸出功）低，导致贵金属与氧化钨之间的接口形成肖特基势垒（具有整流作用的区域）使得电子空穴分离。同时贵金属具有特殊的溢出效应（贵金属催化析氢反应），在外界刺激下产生的大量电子空穴使更多的质子进入氧化钨薄膜，从而提高了氧化钨薄膜的性能。常用的贵金属有Au、Pt、Pd等，而在氧化钨薄膜贵金属掺Au过程中光密度的变化是由于W6+←→W5+的有效转变，即一种可逆反应的类似，故适当地添加Au的含量可以有效的增加电子空穴对使该反应更为有效的进行，因而优化了氧化钨薄膜的电致变色性质。