近期,中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所納米室研究員李廣海課題組研究人員在M相VO2(VO2(M))熱致相變納米材料研究方面取得新進展。相關研究工作以背封面論文形式發表在《歐洲化學》(Chem. A Euro. J. 22 (2016) 17627)上,并獲授權國家發明專利一件(ZL201310384430.3)。
VO2(M) 納米材料具有可逆的金屬-半導體相變,由于相變前后材料的光學和電學性能發生突變,使其在光電器件、紅外探測和智能窗等領域具有重要的應用前景。因此發展低成本可控制備技術,對于實現VO2(M)納米材料的產業化和應用都具有重要意義。
李廣海課題組博士吳昊發展了一種利用陽極氧化金屬釩直接制備高品質非晶VO2膠體的方法,所獲得的膠體不僅分散性好、成膜性能佳,而且具有很高的抗氧化能力。借助空氣中低溫快速熱處理可以將非晶VO2膠體直接轉變為VO2(M) 納米顆粒。所制備的VO2(M) 納米顆粒膜具有良好的熱致變色和熱敏電阻特性,相變前后電導率變化達到5×104量級,太陽光積分透過率和可見光積分透過率分別可達9.4%和40.7%。值得一提的是將所制備的非晶VO2膠體噴涂在預加熱玻璃上可以直接制備VO2(M)熱致變色薄膜,為VO2(M) 的規模制備和實際應用奠定了一定的材料基礎。
該研究工作得到國家自然科學基金項目(51372250和51402304)的資助。
論文發表背封面圖
左:不同厚度VO2(M)納米顆粒膜的透射譜:(1) 160 (2) 230 和 (3) 420 nm。右:VO2(M)納米顆粒膜方塊電阻-溫度關系曲線。
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