图1。1 理想状态下的氧化钨晶体结构

图1。2 畸变的氧化钨八面体结构

1。1。3 WO3薄膜的变色原理

Fanghnan[11]等的阳离子A+（H+、Li+等）和电子e-的双注入理论是国际上广泛被接受的三氧化钨电致变色机理，可用式(1)来表示此电化学反应[11]：

            （无色透明）        （蓝色）

电化学测试所用为高氯酸锂有机电解液(LiClO4/PC)，图1。 3为三氧化钨在电解液中的电致变色原理图[12]。电子从阴极，阳离子从电解质中同时注入变色薄膜[12]，从而使薄膜发生颜色的改变，上述化学式表示的是一个可逆的过程，当阳离子和电子同时从薄膜中抽出时薄膜由蓝色变为无色状态。且因为常态下三氧化钨为非晶态结构，所以所构成的网络结构的状态对于阳离子Li+的注入相对比较容易[12]，随着反应温度时间以及籽晶层的加入，薄膜状态也会随之发生改变，也更加证明了在不同反应条件下变色响应时间不同的原因。

图1。3 WO3电致变色原理图[12]

如图1。3所示，根据双注入的理论（另可称之为间跃迁模型），给三氧化钨薄膜施加一向电压，e-注入薄膜，此时为了保持薄膜的电平衡态，有机电解质中的阳离子Li+也必定会进入薄膜，从而与W+ 6结合，使钨离子发生价态的变化，形成钨青铜化合物，薄膜的颜色开始发生变化，从无色逐渐变成蓝色；那么当施加反向电压的时候，电子和阳离子会同时从薄膜中抽出，薄膜的颜色有蓝色逐渐转变为无色[12,14]。所以，三氧化钨电致变色的性能主要取决于Li+的储量，而Li+的储量与薄膜的微观结构又有着紧密联系。文献综述

1。1。4 WO3薄膜的制备方法

三氧化钨薄膜可以通过很多不同的方法制得，由于不同的制备工艺存在有一定的差异，那么它们的产物必定会有一定的性能差异。

（1）水热/溶剂热法

水热法是当前一种热门的液相制膜技术，本实验采用的制膜方法即为水热法。这种制膜的方法即将前驱体溶液（一般是无机盐或者氨氧化物的水溶液）转移到高压水热釜中。通常情况下是在低于200°C的温度和压强的前提下，溶液内产生化学反应从而在基底表面生成所需薄膜。与水热法相近的制膜技术还有溶剂热合成方法，两者的区别在于前者所需要的溶剂是水，而后者所需要的溶剂是为非水的有机溶剂。水热和溶剂热制备方法合成的材料具有各种各样特殊形貌，且合成的薄膜通常不需要进一步高温热处理便可达到材料多晶化，常常被用来合成多晶薄膜。水热和溶剂热法因其具有低温生长、设备简易、成膜均匀、尺寸可控、工艺成本低和纯度高等优点而被实验室广泛使用[13]。

（2）溶胶-凝胶法

采用液体试剂（也可把粉体试剂溶解在溶剂中）或溶胶作为反应物，在溶液状态下均匀混合后反应，形成稳定的溶胶体系，静置一段时间后形成凝胶，因其具有流变性质，利用旋涂机将其旋涂或者浸渍或者喷射等方法制成薄膜前驱体，蒸发后去除其内部液体介质成膜[13]。就操作而言，溶胶凝胶法制备薄膜相较于水热法来说会更加的方便，且成膜均匀、纯度高，但因为这种方法在操作过程中需要借助模板来控制所需要的变色层形貌以获得高性能电致变色薄膜，且所得薄膜的附着力远低于水热法所制得薄膜，故循环稳定性较差[14]。

（3）溅射法

溅射法是一种非常常用且适用范围很广的制膜方法，这种方法是通过荷能粒子轰击靶材表面，使靶材表面的原子射出发生起辉效果，从而沉积到基底表面形成薄膜[14]。通过溅射法制备所得到的三氧化钨薄膜，在基片温度较低(70°C~100°C)的情况下会形成柱状的微观形貌，柱状之间形成空间互联的网络结构[15]。随着基片温度的升高，会形成更加倾向于晶态的薄膜，350°C以上时会形成单斜、正交或者两种混合结构的薄膜[16]。这种方法制得的薄膜具有厚度均匀、薄膜与基底附着力强以及适用于大规模生产的优点。来:自[优.尔]论,文-网www.youerw.com +QQ752018766- WO3电致变色薄膜的制备及光学性能研究(3):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_94326.html