反应时间对CsxWO3粉体光吸收性能的影响

图为不同水热反应时间合成的铯钨青铜(CsxWO3)粉体的漫反射吸收光谱。由图可见,随着反应时间的延长,CsxWO3在可见光区和短波近红外区的吸光度逐渐增强;在波长450 nm左右出现吸光度的最低点,在紫外区和短波近红外区具有较高的吸光度,表现出良好的紫外吸收性能和短波近红外吸收性能。在紫外方向的吸收边是因为CsxWO3的本征吸收,主要由CsxWO3的禁带宽度决定;而在可见光区和短波近红外的吸收可能与CsxWO3体系中的自由载流子吸收有关。一般来说,自由载流子浓度越高,自由载流子吸收就越明显。文献报道,CsxWO3是一种低电阻率材料,体系中存在较多的自由载流子,因而存在着较强的自由载流子吸收,而自由载流子的吸收系数a与自由载流子浓度和吸收光的波长有如下关系:
式(1)
式(1)中:N为介质折射率,e0为真空电容率,为载流子的有效质量,m为磁导率,μ为入射光波长,n为自由载流子浓度。可见自由载流子吸收系数α与照射波长的平方和自由载流子浓度n呈正比,因此CsxWO3在波长大于450 nm时,其吸光度随着波长的增加而提高,在短波近红外区表现出强烈的吸收性能。而水热反应时间的延长,有助于反应的彻底进行和形成完整的晶体,同时可能增加了铯离子进入钨青铜的含量,提高了CsxWO3体系中的载流子浓度,所以随着反应时间的延长,其在可见光区和短波近红外区的吸光度逐渐增加。

不同反应时间合成的CsxWO3粉体的漫反射吸收光谱
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