中科大二氧化钒相变智能窗研究取得进展

中国科学技术大学国家同步辐射实验室邹崇文课题组和合肥国家微尺度物质科学研究中心江军课题组在基于二氧化钒的智能窗应用方面取得新进展薄膜。相关研究成果近期在线发表于国际期刊 （）。

基于VO2相变膜的温控智能窗的概念提出已有数十年，但实用的智能窗产品仍难以推出。主要原因有：一是太阳光谱中红外光调制不够强（一般基于氢原子掺杂驱动二氧化钒连续相变的研究（Comm. 9, 2018, 818; Phys. Rev. B 96, 2017, )智能窗智能窗，他们最近实现了电场诱导的固体电解质三态相变过程。这项工作的结果表明，VO2 中的电子掺杂浓度（氢掺杂浓度）可以通过以下方式可逆调节在室温下施加小的正向和反向偏压，从而实现掺杂电子的金属态和掺杂电子的绝缘态之间的相变。利用合肥同步辐射软X射线吸收光谱技术，直接探测了3d轨道电子在不同电子掺杂浓度下的占据以及相应的相变演化过程。更重要的是，电子掺杂相变前后VO2薄膜对太阳光谱中红外光的调制功率达到26.5%，可见光透过率高达70%。这一结果超越了以往二氧化钒热致变色和电致变色智能窗的实验结果，

文章第一作者为博士后陈实和访问学者王兆武，邹崇文和蒋军为通讯作者。该工作得到了科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会和博士后基金的支持。

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上图：VO2薄膜在电场作用下的可逆三态控制示意图；下图：带稳压电子掺杂驱动的VO2相变智能窗性能大大超越传统热致相变二氧化钒智能窗