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出高透過(guò)性,而相變后紅外光透過(guò)率呈現截止狀態(tài),同時(shí)電阻率會(huì )發(fā)生3~5個(gè)數量級的突變。基于其相變時(shí)的光電特性,VO2(M)在節能窗戶(hù)、光電開(kāi)關(guān)、紅外隱身、可重構濾波器、溫度/應力傳感器等領(lǐng)域有著(zhù)廣泛的應用前景。
釩是一種過(guò)渡金屬元素,對應的釩氧化物種類(lèi)和價(jià)態(tài)十分豐富,VO2也有近十種同質(zhì)異構體,這為特定相結構VO2(M)材料的高純度制備帶來(lái)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(lài)基底等優(yōu)點(diǎn),并且在調控釩氧化物化學(xué)計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(cháng)基金、貝內克-長(cháng)順汽車(chē)內飾材料有限公司等項目的支持。
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圖1. (a) Kirkendall效應制備超細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)性能數據;(f) VO2基柔性薄膜;(g) 熱致變色性能對比雷達圖。