利用二阶干涉显著提升ZrO2/V1-W O2/ZrO2热致变色涂层的性能

摘要： 该论文研究了通过反应磁控溅射法制备的VO2基热致变色涂层。我们结合四种方法提升涂层性能并拓展其应用潜力：首先，采用脉冲氧流量控制的高功率脉冲磁控溅射技术，在极具工业适用性的沉积条件下（无需基底偏压、仅330°C低温）制备出化学计量比准确的晶态VO2；其次，通过钨掺杂（本文中V1-xWxO2的x=0.012）将热致变色转变温度降至室温附近（本文为39°C），且未牺牲涂层性能；第三，我们在热致变色V1-xWxO2层上下均设置ZrO2减反射层，提出优化的ZrO2/V1-xWxO2/ZrO2复合涂层结构。关键发现是：虽然利用ZrO2的一阶干涉需在可见光透过率(Tlum)与太阳能调制率(ΔTsol)间权衡，但二阶干涉可同步优化两者；第四，底层ZrO2的晶体结构进一步改善了VO2结晶度及工艺重复性，其实验最优厚度值与设计预测完全吻合。这些成果对智能窗用高性能耐久VO2基热致变色涂层的低温制备与设计具有重要价值。