Sm掺杂TiO2薄膜：结构优化与电致变色性能提升

"Sm掺杂对TiO2薄膜结构和电致变色性能的影响* (2014年)" 本文详细探讨了Sm（钐）掺杂对二氧化钛（TiO2）薄膜的结构和电致变色性能的影响。研究人员以钛酸四丁酯和硝酸钐为主要原料，利用溶胶-凝胶法制备了一系列Sm掺杂的TiO2薄膜，掺杂摩尔分数分别为0%，2%，5%，10%和20%。通过对这些薄膜进行X射线衍射（XRD）和热重分析（TG-DTA），发现Sm的掺杂提高了TiO2薄膜的无定形程度，这有助于增强薄膜的电荷存储能力。 实验结果显示，经过250℃热处理的Sm掺杂TiO2薄膜表现出优异的电荷存储特性和循环可逆性。其中，当Sm的掺杂量为5%时，薄膜的电荷存储能力达到最大，注入电荷密度为13.35 mC/cm²，且循环可逆性K值高达0.92，显示出良好的稳定性。这一发现对于优化电致变色器件的性能至关重要。 此外，Sm掺杂的TiO2薄膜在可见光范围内保持了较高的光学透明度，透光率稳定在70%~80%之间。这种特性使得其适合用作电致变色器件的离子存储层，能够有效控制光线的透过，从而在节能和智能调控光环境方面发挥重要作用。 电致变色技术因其在能源管理，特别是智能窗户领域的应用潜力而备受关注。传统的TiO2薄膜虽然在电致变色过程中能改变颜色，但在红外波段的性能并不理想，不适合用于调节热辐射。通过Sm掺杂，可以改善TiO2薄膜的电荷存储容量、循环可逆性和透光率，使其更适应于作为离子存储层，以实现电致变色器件的高效工作。 稀土元素，如Sm，由于其独特的电子结构和化学性质，常被用作改进材料性能的添加剂。在TiO2薄膜中掺杂稀土元素已经成为一种有效的方法，可以改变薄膜的电子结构，提高其电学和光学性能。Sm掺杂不仅提升了TiO2薄膜的电致变色效果，还可能拓宽其在能源、光电和传感器等领域的应用范围。 这篇2014年的论文通过实验研究揭示了Sm掺杂对TiO2薄膜结构的优化作用及其在电致变色性能上的显著提升，为设计高性能的电致变色器件提供了新的思路和依据。