三氧化钨薄膜的红外发射率调制技术

绝对温度不为零的物体都存在红外辐射，物体的红外辐射由两个因素决定：物体表面材料的发射率以及物体表面的温度。物体的红外发射率(也叫比辐射率)是指该物体在指定温度T时的辐射量与同温度黑体的相应辐射量的比值。发射率越大，表明该物体的辐射能力越强。在物体温度一定的情况下，物质表面的发射率越大，其红外辐射能力也就越强。就目前情况而言，所能见到的材料，其发射率基本上都是固定的，各类介质的发射率较高，金属等良导体的发射率较低。在许多情况下，需要控制目标的红外辐射：如卫星的热控制、建筑物的节能、太阳能的利用、保温、军事目标红外辐射的控制等。如果能控制目标的红外发射率，就能很好地控制目标的红外辐射。进而言之，如果能用某种方式对发射率进行动态调节，就可以随时改变目标的红外辐射特性，目标可以做成随外界环境变化的“红外变色龙”，其应用范围可以得到极大的扩展。目前国内外有些研究工作已经涉及到了物质发射率的控制，与此类似的研究中，研究电致变色器件的工作更多，主要集中在可见光波段。

从电磁场基本理论出发，可知道材料的发射率与材料的折射率具有密切的关系，同时又与材料中载流子的浓度有关。当材料中载流子的浓度发生改变时，材料的发射率也将发生变化。通过对WO3中载流子的注入和抽取，可发现WO3薄膜红外光谱反射率的变化。通过改变薄膜中载流子的浓度，可对材料的红外光谱反射率和发射率进行调制。薄膜中载流子的浓度可通过一些电化学的手段加以控制，目前这种控制只能在实验室中进行。具有实用功能的器件应该是全固态电致变发射率器件，可通过多层膜复合的手段制备完成，这是未来电致变发射率器件的发展方向。

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