W03/Ni0互補(bǔ)變色機(jī)理分析

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為研究W03/Ni0互補(bǔ)變色機(jī)理，將褪色態(tài)和著色態(tài)的器件分別拆開，并用XPS分析WO3薄膜和Ni0薄膜在各自的著色態(tài)和褪色態(tài)的內(nèi)在變化，圖6.13所示的是WO3薄膜和Ni0薄膜在各自的著色態(tài)和褪色態(tài)的XPS寬譜，樣品結(jié)合能用Cis峰進(jìn)行校準(zhǔn)。在WO3薄膜處碳之外無其他雜質(zhì)，而Ni0薄膜中則存在一些由于前驅(qū)體的不純而帶來的Fe,Co,Mn等雜質(zhì)。

W03薄膜中W4優(yōu)能級譜由于自旋軌道分裂而由W4f5/2和W4f7/2兩者組成，如圖，6.14所示。對其進(jìn)行分峰擬合，擬合參數(shù)在表6.1中列出。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，結(jié)合能較高的峰為在35.6eV(褪色態(tài))和35.4eV(著色態(tài))屬于(W4f7/2)6+結(jié)合能較低的峰在35.1eV(褪色態(tài))和34.9eV(著色態(tài))屬于(W4f}i2)j+，對于在著色態(tài)中出現(xiàn)的第三個(gè)分峰(33.5eV)，可歸之于(W4f7/2)4+。根據(jù)小極化子模型，一般認(rèn)為WO3薄膜的電致變色是基于式((1.28)所示的機(jī)制(即電子在W6+和W5+之間的能級躍遷)。而XPS譜顯示褪色態(tài)的W03中也含有W6+和W5+兩種狀態(tài)，卻不吸收光子(透明的)。從表6.1中也可以看出(W4f7/2)6+和(W4f7/2)5+的含量分別由褪色態(tài)時(shí)的72.7%和27.3%減少至著色態(tài)時(shí)的69.8%和18.9%，而薄膜對光的吸收卻增加了，這顯然與所示的機(jī)制不相符。薄膜著色之后第三種成分(W4f7/2)4+的出現(xiàn)(含量約11.3%)，說明WO:電致變色的機(jī)制應(yīng)當(dāng)與(W4f7/2)4+有關(guān)，即式所示的小極化子模型。

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