局所配位欠陥WO3-x薄膜に基づく電気変色現場調整可能近赤外減光フィルター

MA Yan ,  

ZANG Haoliang ,  

YOU Xin ,  

LI Pan ,  

MA Hangyu ,  

CHEN Shuo ,  

LYU Ying ,  

LIU Xingyuan ,  

摘要

調整可能な減光フィルターは、分光分布を変えることなく、広いスペクトル帯域にわたって光の強度を均一に減衰させることができる光学素子であり、光学イメージング、光電検出、光通信などの分野で広範な応用可能性を示している。従来の機械的回転などの調整方法とは異なり、現場調整可能な減光フィルターの開発は、小型化、スマート化、高度集積化への鍵となる。電気変色材料は外部電圧の作用下で連続的かつ可逆的に光学透過率を変化させることができ、現場調整可能な減光フィルターの実現に理想的な候補である。しかし、電気変色材料の電子構造の制限により、それぞれの波長帯におけるスペクトル変化は不均一であり、広帯域均一減光の要求を満たすことが困難である。さらに、一般的に用いられる透明電極である酸化インジウムスズ(ITO)、フッ素ドープ酸化スズ(FTO)などは近赤外線の透過率が低く、近赤外線調整可能減光フィルターの開発および応用に深刻な制約をもたらしている。これらの課題に対応するため、本研究では局所的に配位欠陥が存在するWO3-x薄膜をセリウムドープ酸化インジウム(Ce∶In2O3、ICO)の可視近赤外広帯透明電極上に堆積し、電気変色現場調整可能近赤外減光フィルターを作製した。1,000〜2,500nmにわたり透過率変動わずか7.2%の広帯域均衡した透過率減衰を実現し、最大光学コントラストは51.7%、着色および褪色の応答時間はそれぞれ6.3秒および4.7秒、着色効率は80.7 cm2·C-1(1,000nmにて)に達し、2,500回のサイクル後も光学コントラストはわずか4.7%のみ低下した。関連結果は高性能な電気変色現場調整可能近赤外減光フィルターの設計構築に参考を提供する。

关键词

現場調整可能;近赤外減光フィルター;電気変色;WO3-x;広帯透明電極

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