VO2(M)是一種典型的熱致相變材料,在相變時(shí)可發(fā)生一階可逆的半導(dǎo)體-金屬相變,同時(shí)伴隨光學(xué)和電學(xué)性能的突變。VO2(M)的相變溫度為68 ℃,相變前材料對紅外光表現(xiàn)出高透過性,而相變后紅外光透過率呈現(xiàn)截止?fàn)顟B(tài),同時(shí)電阻率會發(fā)生3~5個(gè)數(shù)量級的突變。基于其相變時(shí)的光電特性,VO2(M)在節(jié)能窗戶、光電開關(guān)、紅外隱身、可重構(gòu)濾波器、溫度/應(yīng)力傳感器等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。
釩是一種過渡金屬元素,對應(yīng)的釩氧化物種類和價(jià)態(tài)十分豐富,VO2也有近十種同質(zhì)異構(gòu)體,這為特定相結(jié)構(gòu)VO2(M)材料的高純度制備帶來很大困難,特別是高質(zhì)量VO2(M)納米顆粒的制備一直是研究者關(guān)注的焦點(diǎn)。水熱法具有成本低廉、可大面積制備且不依賴基底等優(yōu)點(diǎn),并且在調(diào)控釩氧化物化學(xué)計(jì)量比方面具有明顯的優(yōu)勢。但目前水熱法一步合成VO2(M)還存在水熱溫度高(>240 ℃)、晶粒尺寸大、紅外調(diào)控不佳等缺點(diǎn)。
上述工作得到了國家自然科學(xué)基金、合肥物質(zhì)院院長基金、貝內(nèi)克-長順汽車內(nèi)飾材料有限公司等項(xiàng)目的支持。
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圖1. (a) Kirkendall效應(yīng)制備超細(xì)VOOH示意圖;(b) VOOH和(c) VO2(M)的SEM圖像;(d) VO2@SiO2的TEM圖像;(e) VO2@SiO2/PVP薄膜的光學(xué)性能數(shù)據(jù);(f) VO2基柔性薄膜;(g) 熱致變色性能對比雷達(dá)圖。