论文摘要
电致变色薄膜具有连续可调的光学性能、多色彩显示、低工作电压、低能耗、无辐射、大视角等一系列特点,在信息显示、能量调控以及微波通讯等领域均具有非常广阔的应用前景。电致变色材料中TiO2具有较弱的阴极电致变色性,比较适合作电致变色器件中的离子存储层。本实验采用溶胶-凝胶法制备TiO2和Ce/Sm掺杂TiO2电致变色薄膜。Ce/Sm的掺杂是在溶胶制备过程中加入相应硝酸盐,掺杂摩尔浓度分别为2%、5%、10%、15%、20%。利用自制拉膜设备通过浸渍提拉法在导电玻璃（ITO）上涂膜,将其进行热处理后,最终制备出均匀透明的薄膜。使用XRD、TG-DTA、FT-IR、SEM等手段对TiO2粉末和薄膜进行表征,使用电化学工作站对薄膜的电致变色性能进行表征。研究讨论了TiO2薄膜电致变色性能的各影响因素以及Ce/Sm的掺杂对电色性能的影响。结果表明：Ce/Sm的掺杂有利于热处理过程中Ti02薄膜中有机物的分解,能够抑制Ti02晶粒的生长,并使TiO2由锐钛矿到金红石的开始转变温度发生滞后,由600℃升高到690℃。经250℃处理后的薄膜,均匀透明,无裂纹,循环后无斑点出现。随着TiO2薄膜厚度的增加,电致变色时薄膜颜色由浅蓝色逐渐变化为蓝色,电荷存储容量逐渐增大。当薄膜的厚度在90～120nm,电荷存储容量为18.90mC·cm-2,K值最大为0.91,电致变色可逆性最好。Ce/Sm掺杂TiO2薄膜电致变色时,颜色深浅变化不明显且无斑点出现,随着Ce/Sm掺杂浓度的增加,电流响应特性降低,Ce掺杂摩尔浓度为2%时,K值最大为0.88,薄膜变色性能较好；Sm的掺杂摩尔浓度为10%时,K值最大为0.95,薄膜变色性能最好。
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摘要Abstract目录第一章 绪论1.1 电致变色现象及其发展情况1.2 电致变色材料的种类、变色机理及相关器件的研究1.2.1 电致变色材料的种类1.2.1.1 无机电致变色材料1.2.1.2 有机电致变色材料1.2.2 电致变色材料的变色机理1.2.2.1 Deb模型1.2.2.2 Faughnan模型1.2.2.3 Schirmer模型1.2.2.4 Bechinger模型1.2.3 电致变色器件的结构与应用1.2.3.1 电致变色器件的结构1.2.3.2 电致变色器件的应用及前景2电致变色材料研究情况'>1.3 TiO2电致变色材料研究情况2的晶体结构'>1.3.1 TiO2的晶体结构2电致变色材料的变色机理、应用及研究进展'>1.3.2 TiO2电致变色材料的变色机理、应用及研究进展1.4 该课题研究的意义及目的第二章 实验部分2.1 实验材料及仪器2.1.1 实验材料2.1.2 实验仪器和设备2.1.3 检测仪器和设备2.2 实验准备2溶胶和粉末的制备'>2.3 TiO2溶胶和粉末的制备2溶胶和粉末的制备'>2.4 Ce/Sm掺杂TiO2溶胶和粉末的制备2薄膜的制备'>2.5 TiO2薄膜的制备2.6 性能检测2.6.1 TG-DTA检测2.6.2 XRD检测2.6.3 SEM检测2.6.4 FT-IR红外光谱测试2.6.5 循环伏安特性测试第三章 结果与讨论3.1 干凝胶粉的表征3.1.1 TG-DTA检测结果3.1.2 XRD检测结果与分析2粉末的XRD测试'>3.1.2.1 TiO2粉末的XRD测试2粉末的XRD测试'>3.1.2.2 Ce掺杂TiO2粉末的XRD测试2粉末的XRD测试'>3.1.2.3 Sm掺杂TiO2粉末的XRD测试3.1.3 FT-IR检测结果与分析2粉末的FT-IR测试分析'>3.1.3.1 不同温度处理的TiO2粉末的FT-IR测试分析2粉末的FT-IR测试分析'>3.1.3.2 Ce掺杂TiO2粉末的FT-IR测试分析2粉末的FT-IR测试分析'>3.1.3.3 Sm掺杂TiO2粉末的FT-IR测试分析3.2 薄膜样品的检测结果与分析3.2.1 薄膜表面形貌的表征3.2.2 电致变色性能分析3.2.2.1 电致变色现象3.2.2.2 热处理温度对电致变色性能的影响3.2.2.3 镀膜次数对电致变色性能的影响2薄膜电致变色性能的影响'>3.2.2.4 Ce掺杂对TiO2薄膜电致变色性能的影响2薄膜电致变色性能的影响'>3.2.2.5 Sm掺杂对TiO2薄膜电致变色性能的影响第四章 结论参考文献致谢
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