纳米VO2热致变色节能薄膜的红外光学特性研究

"该研究通过室温磁控溅射和空气热氧化技术制备了纳米结构的热致变色节能薄膜，主要探讨了VO2薄膜的微结构和热致红外开关特性之间的关系，以及影响其性能的关键因素。利用多种测试仪器如SEM、XRD、Raman光谱和红外光谱分析仪对薄膜进行了深入的分析。结果表明，VO2薄膜的平均晶粒大小约为45nm，具有良好的热致变色性能，相变温度为39℃，在2.5 μm波长处红外透射比变化超过50%。" 在这篇研究中，作者关注的是热致变色纳米节能薄膜的红外光学特性，这种薄膜主要由VO2组成。VO2是一种典型的热致变色材料，其在特定温度下会发生相变，从而改变其电学和光学性质。研究者采用室温磁控溅射技术，这是一种经济且有效的方法来沉积薄膜，随后通过空气热氧化处理来优化薄膜的微观结构。 通过X射线衍射(XRD)和激光拉曼光谱(LRS)的分析，研究人员能够确定VO2薄膜的平均晶粒大小约为45纳米。晶粒尺寸对薄膜的性能至关重要，因为它影响材料的相变行为和光学响应。此外，他们还发现薄膜在2.5微米红外光波段的透射比在相变前后有显著差异，这一特性使得VO2薄膜在红外开关应用中具有潜力，例如智能窗和热管理系统。 热滞回线是衡量热致变色材料性能的重要指标，它描述了材料在加热和冷却过程中相变温度和相态转换的滞后现象。通过对热滞回线的分析，研究者找到了影响薄膜红外透射比和相变温度的关键因素，并优化了制备工艺，最终在玻璃基底上成功制备出高效能的纳米VO2热致变色节能薄膜。 薄膜的可见光透射比约为53%，这表明它在保持良好的热控制性能的同时，也允许足够的可见光透过，适用于建筑和汽车玻璃等领域，可以实现节能和室内光环境的双重优化。 这项工作揭示了热氧化退火对VO2薄膜微结构和热致变色性能的影响，提供了关于如何控制和优化这些薄膜的工艺参数的见解。这些发现对于进一步开发和应用热致变色纳米薄膜在能源效率和智能光控领域的技术具有重要意义。