探究三氧化钨红外反射性能

采用溅射靶材为高纯金属钨（99.9%），直径为100mm，选用ITO玻璃和单晶硅片作为基底，靶与基底的距离为60mm，溅射气体为AR和O₂，分别通过质量流量计控制引入沉积室，本底真空为-3000Pa，通过溅射工艺参数（气压、组成、功率、基底温度时间等）的合理选择沉积相应结构的非晶和多晶氧化钨薄膜。采用电化学循环伏安法测试薄膜的电化学稳定性能，选用X射线衍射。散射光谱等手段分析沉积薄膜的组成和结构，薄膜的红外反射性能由分光光度计测定。

采用直流反应溅射工艺制备具有良好的电化学循环稳定性的多晶三氧化钨薄膜。实验发现，随着锂离子和电子的共同注入，多晶薄膜中的W6⁺逐渐被还原为W5⁺，红外反射测试表明电子注入薄膜后，成为自由载流子，使得薄膜表现出一定的金属性，具有一定的红外反射调制性能。采用工艺制备的三氧化钨结构的发射率在0.261~0.589的范围内可逆调节。

由图可得，基底不加热时，沉积薄膜仅发现基底单晶硅的衍射峰，薄膜整体表现为无定型结构；基底温度达到350℃时，薄膜呈现出一定的结晶倾向，在衍射角附近出现属于结晶三氧化钨的特征衍射峰；其他衍射峰的相对较弱。硅基底的衍射峰仍较明显，可认为该条件下沉积的氧化钨薄膜取向生长极为明显，结构不完整，主要由取向生长的多晶和非晶氧化钨共同组成；进一步提高基底温度晶态氧化钨的衍射强度增大，结晶趋于完整，硅基底衍射峰强度相对大大降低，但薄膜飞电化学性能变差。