掺杂氧化钨薄膜光学性能1/2

氧化钨是一种常见的电致变色材料,也最早被制成电致变色器件产品,如今已经被广泛应用于生活中的各种领域。本文主要介绍掺杂Ti、Ni、V这三种元素对氧化钨薄膜光学性能的影响。氧化钨薄膜采用溅射镀膜法制备而成的,在WOx、WO-Ti、WOx-Ni及WOx-V薄膜的沉积过程中,持续通入氧气与氩气混合气体,以金属钨为靶材,采用直流电源溅射制备,而其他三种元素的掺杂则是通过射频电源溅射各自的金属靶材来实现的。由于采用溅射镀膜法不同于传统的掺杂工艺,无法精确地计算出掺杂量,只能采用相对掺杂量来比较掺杂量对电致变色性能的影响。相对掺杂量就是通过将直流电源与射频电源的功率调整到相同的情况下,根据溅射时间的长短来确定相对掺杂量的多少。溅射工艺过程示意图
采用的方式掺杂Ti得到的WO-Ti薄膜仍为非晶体,Ti大多数都是以Ti2+的形式存在。Ti的掺杂能提高氧化钨薄膜一倍以上的循环使用寿命以及缩短薄膜的褪色时间。磁控反应溅射工艺进行掺杂时,例如:溅射功率、氧含量等这些工艺参数对薄膜性能影响比较大。虽然采用前期掺杂的掺杂方式更能有效地增加薄膜的响应速率,但均匀掺杂更有利于循环使用寿命以及光学性能,如果以提高循环使用寿命为主,掺杂量应在4-8%,而要提高光学性能掺杂量应在14%左右。
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