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磁控溅射生长的二氧化钒薄膜厚度调制热致变色特性
摘要： 采用直流磁控溅射法在320°C下于钠钙玻璃上制备了二氧化钒(VO2)薄膜，研究了薄膜厚度对VO2薄膜微观结构、表面形貌及热致变色性能的影响。X射线衍射表明：当膜厚超过102 nm时，沉积薄膜呈现显著的VO2(011)晶面择优取向。计算得出VO2薄膜晶粒尺寸随膜厚增加从16.05 nm持续增大至34.56 nm。紫外/可见/近红外分光光度计测试显示：当膜厚从79 nm增至264 nm时，可见光透过率降低而红外透射切换效率提高。此外，VO2薄膜光学带隙范围为1.15-1.40 eV，且较厚薄膜具有更小数值。电阻率温度特性测试结果表明：这些VO2薄膜的相变温度范围为53-60°C（显著低于单晶VO2的68°C），且随膜厚增加金属-半导体相变特征更为明显。综合来看，80-100 nm厚度范围的薄膜在可见光透过率与太阳能切换效率方面表现出相对均衡的综合性能。
关键词： 热致变色性能、薄膜厚度、二氧化钒、磁控溅射
更新于2025-09-23 15:23:52
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通过插入基于锆的薄膜金属玻璃（Cu50Zr50）缓冲层增强二氧化钒（VO2）/玻璃异质结构的热致变色性能
摘要： 具有可逆金属-绝缘体转变（MIT）特性的二氧化钒（VO2）是最具应用前景的高效节能材料之一。对于基于VO2的智能窗而言，可见光透过率和太阳能调控能力是最关键的性能参数。然而直接沉积在玻璃基底上的VO2薄膜结晶质量差且MIT性能不佳，这限制了VO2/玻璃异质结构的应用。本文引入Cu50Zr50缓冲层，构建了具有多层结构的热致变色用新型锆基薄膜金属玻璃（VO2/Cu50Zr50/玻璃）。研究发现：与单层VO2/玻璃薄膜相比，插入适当厚度的Cu50Zr50缓冲层能显著提升VO2/Cu50Zr50/玻璃薄膜的结晶质量和MIT性能。此外，VO2/Cu50Zr50/玻璃双层膜展现出更优异的光学性能——太阳能调控能力增强（?Tsol=14.3%）且保持高可见光透过率（Tvis=52.3%），在智能窗应用中实现了?Tsol与Tvis的良好平衡。
关键词： Cu50Zr50缓冲层、金属-绝缘体转变、二氧化钒薄膜、热致变色性能、智能窗
更新于2025-09-10 09:29:36
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掺钨M相VO2介孔纳米晶体，具有增强的综合热致变色性能，适用于智能窗户
摘要： 通过钨(W)掺杂进入VO2晶格可显著降低M-VO2薄膜的相变温度（约68℃），这是由于V-V对相互作用强度减弱所致。然而W掺杂常伴随发光透射率和太阳能调制效率的严重下降，因为W掺杂剂会增加VO2薄膜的电子浓度。本研究采用同步引入W掺杂剂和介孔结构的方法制备M-VO2纳米晶VO2薄膜。值得注意的是，基于0.4 at% W掺杂介孔VO2纳米晶的复合薄膜展现出优异的综合热致变色性能：太阳能调制效率达11.4%（ΔTsol），适宜的发光透射率61.6%（Tlum），以及低至43℃的相变温度（远低于未掺杂VO2的65.3℃）。研究表明，VO2相变温度降低主要源于W掺杂引发的丰富晶格畸变，而介孔结构能促进W掺杂剂在VO2纳米晶中的均匀分布，提升发光透射率，并确保复合薄膜中保留足够数量的VO2纳米晶以维持较高的太阳能调制效率。该工作为平衡VO2薄膜热致变色性能三大关键参数（ΔTsol、Tlum和Tc）提供了新途径，有望推动VO2纳米晶在节能窗领域的应用。
关键词： 热致变色性能、相变温度、介孔结构、钨掺杂二氧化钒
更新于2025-09-09 09:28:46