鎢鈦異質結構材料將是最有前途的智慧窗塗層材料

三氧化鎢既是一種 n 型半導體材料， 也是一種“d0”氧化物，這種雙重身份使氧化鎢同時具有催化、光學和電學特性，使其成為智慧窗戶、電子封裝、二次鋰電池、氣體感測器等工業製造的基礎材料。

從20世紀70年代中期到80年代初期，對三氧化鎢電致變色性能的研究大多集中在電子顯示器件上，但由於受到其較低的顏色轉換速率的限制，在此之後，研究目光逐漸轉向智慧窗等新興領域 雖然後者對於變色回應時間的要求不及顯示器件苛刻，但直到現在這仍然是被廣泛關注的研究重點。

但是 WO₃薄膜在使用過程中，伴隨著離子的注入與抽出， 會出現薄膜溶解和離子殘留， 電致變色性能會有明顯的衰退，從而限制了電致變色器件的廣泛使用，因此，科學家們正在尋找具有非凡特性的新型材料，但到目前為止，沒有完美的材料從實驗室中進入商業市場。

近來，美國科學家們將鈦和鎢這兩種晶體結構不一樣的材料聯繫起來，合成了一種異質結構的新材料，這種材料結構在過去被認為是不可能的，但隨著技術的進展，科學家們已能確保晶體鍵能夠在日常生活中持久，進而應用於工業。

幾種金屬的混合物通常稱為合金。然而，也可以合金化其他材料。例如，在半導體領域，氮化物和氧化物合金已成功使用很長時間以改變材料的功能特性。這些變化通常會緩慢發生，基材的特性仍然可以輕易識別。相反，當具有完全不同晶體結構的化合物混合在一起時，形成“ 異質結構合金 ”。在這些類型的合金中，基於組分的混合比，在結構中發生變化。有時，這會產生意想不到的特性，這與基礎材料的性質有很大不同。

在尋找發現所需材料的過程中，科學家必須同時瞭解鎢和鈦材料特性，例如電子特性，結構和長期穩定性。在實驗室，鎢和鈦氧化物製成的混合氧化物是異質結構合金最初的焦點，它們可應用於感測器技術，窗戶塗層或半導體技術。

“ 材料組合非常令人興奮 ”科學家認為，氧化鈦非常穩定，可用於牙膏，牆面塗料和太陽能電池中。另一方面，氧化鎢相對不穩定並且用於氣體感測器，智慧窗戶，或甚至用作石油化學中的催化轉化器。 在過去，研究往往只關注優化材料特性，卻忽視了創造材料的新特性。

為了製造這些鎢鈦異質結構合金，Siol和他的同事採用了不同的工業可擴展方法 - 即在電解質溶液或管式爐中控制薄金屬薄膜的氧化，以及反應濺射，其中金屬在過程中直接氧化。

在新的應用中，新材料對於電致變色窗中的半導體塗層是至關重要的，電致變色窗需要在惡劣環境中持續多年，暴露於溫度波動和陽光下，傳統的氧化鎢材料性能會有明顯的衰退，但鎢鈦異質結構合金製造的薄膜可以實現長期穩定性。

因此，繼續研究和開發這類 “不可能”氧化物異質結構合金將具有實際意義。

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