Едновременно и паралелно на 18-та Международната школа по физика на кондензираната материя, ще се проведе двудневно съвещание от 4ти до 6ти септември 2014г., част от дейностите по изпълнение Програмата на проекта INERA:
Тънкослойни покрития от оксиди на преходните метали – функционални елементи в “Smart windows” и “Water splitting” прибори: Технологии и оптоелектронни свойства
Хромогенните “Smart windows” са прозорците на бъдещите нискоенергийни, високоефективни слънчеви сгради, а също и на автомобилите. За тяхното конструиране се използват оксиди на преходни метали.
Специфичната електронна структура на преходните метали и на техните оксиди води до проявата на т.н. електрохромен ефект и до наблюдаваните при някой от оксидите термохромен или газохромен ефекти.
Електрохромният ефект представлява изменение на оптичната пропускливост на даден слой от оксид на преходен метал, към който е подадено ниско напрежение, поради пренасянето на електрически заряд през него, когато той е част от многослойна структура, наречена „Smart window”.
Умният прозорец, реализиран на основата на електрохромния ефект, се състои от две проводящи стъкла, „слепени” с полимерен електролит, в който по подходящ начин са вкарани йони. Върху едното от тях е нанесен функционалният слой от оксид на преходен метал (например волфрамов триоксид) и то представлява т.нар. работен електрод. Когато на двете проводящи стъкла се подаде напрежение от порядъка на 1-2 волта, настъпва инжекция на електрони от проводящото стъкло и интеркалация на йони от електролита в структурата на функционалния слой. В резултат новосъздадената „обратима” или „временна” структура на слоя става поглъщаща, като не пропуска част от видимия спектър на светлината, поради което прозорецът се оцветява. Това, което се регистрира като оцветяване, се нарича допълнителен цвят. Така например приятно синият цвят на прозореца се дължи се на оцветяването на волфрамовият триоксид (WO3). При смяна на поляритета на напрежението функционалният слой възобновява първоначалната си структура и прозорецът отново става прозрачен. По този начин се осъществява динамичен контрол на енергията на слънчевия поток светлина, навлизаща в сградата или в автомобила.
Някои оксиди на преходни метали проявяват термохромни свойства. Например ванадиевият диоксид (VO2) при нагряване до критичната температура равна на 680С претърпява обратим фазов преход от състояние на изолатор в метално състояние. Термохромните умни прозорци са по-евтини от електрохромните, тъй като за направата им не са необходими две стъкла. Ванадиевият диоксид намира приложение не само в приборите за енергиен контрол, но също и за реализирането на сензори, прибори за оптически връзки, фотонни кристали.
Важна област на приложение на оксидите на преходните метали са фотоелектрохимичните клетки, които служат като фотоелектроди за разцепване молекулата на водата (Water splitting) и получаване на водород.
Технологиите за получаване на оксидите на преходните метали, реализирането на наноструктурирани многофункционални тънкослойни материали чрез химическо отлагане от газова фаза (Chemical Vapor Deposition, CVD технология), Atomic Layer Deposition (ALD) и Physical Vapor Deposition (PVD, магнетронно, реактивно разпрашване) и методите за изучаване на оптоелектронните свойства на металните оксиди ще бъдат предмета на лекциите на изявени български и европейски специалисти по време на двудневното съвещание.
Saving...