钨钛异质结构材料将是最有前途的智能窗涂层材料

三氧化钨既是一种 n 型半导体材料， 也是一种“d0”氧化物，这种双重身份使氧化钨同时具有催化、光学和电学特性，使其成为智能窗户、电子封装、二次锂电池、气体传感器等工业制造的基础材料。

从20世纪70年代中期到80年代初期，对三氧化钨电致变色性能的研究大多集中在电子显示器件上，但由于受到其较低的颜色转换速率的限制，在此之后，研究目光逐渐转向智能窗等新兴领域 虽然后者对于变色响应时间的要求不及显示器件苛刻，但直到现在这仍然是被广泛关注的研究重点。

但是 WO₃薄膜在使用过程中，伴随着离子的注入与抽出， 会出现薄膜溶解和离子残留， 电致变色性能会有明显的衰退，从而限制了电致变色器件的广泛使用，因此，科学家们正在寻找具有非凡特性的新型材料，但到目前为止，没有完美的材料从实验室中进入商业市场。

近来，美国科学家们将钛和钨这两种晶体结构不一样的材料联系起来，合成了一种异质结构的新材料，这种材料结构在过去被认为是不可能的，但随着技术的进展，科学家们已能确保晶体键能够在日常生活中持久，进而应用于工业。

几种金属的混合物通常称为合金。然而，也可以合金化其他材料。例如，在半导体领域，氮化物和氧化物合金已成功使用很长时间以改变材料的功能特性。这些变化通常会缓慢发生，基材的特性仍然可以轻易识别。相反，当具有完全不同晶体结构的化合物混合在一起时，形成“ 异质结构合金 ”。在这些类型的合金中，基于组分的混合比，在结构中发生变化。有时，这会产生意想不到的特性，这与基础材料的性质有很大不同。

在寻找发现所需材料的过程中，科学家必须同时了解钨和钛材料特性，例如电子特性，结构和长期稳定性。在实验室，钨和钛氧化物制成的混合氧化物是异质结构合金最初的焦点，它们可应用于传感器技术，窗户涂层或半导体技术。

“ 材料组合非常令人兴奋 ”科学家认为，氧化钛非常稳定，可用于牙膏，墙面涂料和太阳能电池中。另一方面，氧化钨相对不稳定并且用于气体传感器，智能窗户，或甚至用作石油化学中的催化转化器。 在过去，研究往往只关注优化材料特性，却忽视了创造材料的新特性。

为了制造这些钨钛异质结构合金，Siol和他的同事采用了不同的工业可扩展方法 - 即在电解质溶液或管式炉中控制薄金属薄膜的氧化，以及反应溅射，其中金属在过程中直接氧化。

在新的应用中，新材料对于电致变色窗中的半导体涂层是至关重要的，电致变色窗需要在恶劣环境中持续多年，暴露于温度波动和阳光下，传统的氧化钨材料性能会有明显的衰退，但钨钛异质结构合金制造的薄膜可以实现长期稳定性。

因此，继续研究和开发这类 “不可能”氧化物异质结构合金将具有实际意义。

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