Elektrochrom einstellbarer nahinfraroter Dämpfer basierend auf WO3-x-Film mit lokalen Koordinationsdefekten

MA Yan ,  

ZANG Haoliang ,  

YOU Xin ,  

LI Pan ,  

MA Hangyu ,  

CHEN Shuo ,  

LYU Ying ,  

LIU Xingyuan ,  

摘要

Ein einstellbarer Dämpfer ist ein optisches Bauelement, das die Lichtintensität über ein breites Spektrum gleichmäßig reduzieren kann, ohne die spektrale Verteilung zu verändern, und zeigt breite Anwendungsperspektiven in den Bereichen optische Bildgebung, photoelektrische Detektion und optische Kommunikation. Im Gegensatz zu herkömmlichen Abstimmungsmethoden wie mechanischer Rotation ist die Entwicklung eines vor Ort einstellbaren Dämpfers der Schlüssel zur Miniaturisierung, Intelligenz und hohen Integration. Elektrochrome Materialien können unter Einwirkung einer externen Spannung die optische Durchlässigkeit kontinuierlich und reversibel verändern und sind daher ideale Kandidaten für die Realisierung vor Ort einstellbarer Dämpfer. Aufgrund der Einschränkungen der elektronischen Struktur elektrochromer Materialien ist die spektrale Veränderung in verschiedenen Wellenlängenbereichen jedoch ungleichmäßig, was die Erfüllung der Anforderungen an eine breitbandige gleichmäßige Dämpfung erschwert. Darüber hinaus ist die Nahinfrarotdurchlässigkeit gängiger transparenter Elektroden wie Indiumzinnoxid (ITO) und fluordotiertes Zinnoxid (FTO) gering, was die Entwicklung und Anwendung von einstellbaren nahinfraroten Dämpfern erheblich einschränkt. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, wurde in dieser Studie ein WO3-x-Film mit lokal vorhandenen Koordinationsdefekten auf eine sichtbare bis nahinfrarote breitbandige transparente Elektrode aus ceriumdotiertem Indiumoxid (Ce∶In2O3, ICO) abgeschieden, um einen elektrochromen vor Ort einstellbaren nahinfraroten Dämpfer herzustellen. Es wurde eine breitbandige gleichmäßige Reduktion der Durchlässigkeit (1000~2500 nm, nur 7,2 % Durchlässigkeitsschwankung) erreicht, mit einem maximalen optischen Kontrast von bis zu 51,7 %, Färbungs- und Entfärbungszeiten von 6,3 s bzw. 4,7 s, einer Färbungseffizienz von 80,7 cm2·C-1 (bei 1000 nm) und der optische Kontrast sank nach 2500 Zyklen nur um 4,7 %. Die entsprechenden Ergebnisse liefern eine Referenz für die Konstruktion und das Design von leistungsstarken elektrochromen vor Ort einstellbaren nahinfraroten Dämpfern.

关键词

vor Ort einstellbar; nahinfraroter Dämpfer; elektrochrom; WO3-x; breitbandige transparente Elektrode

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