Bài thuyết trình Vật lý ứng dụng: Màng điện sắc và ứng dụng tập trung làm rõ về vật liệu điện sắc, hiệu ứng điện sắc, chế tạo màng WO3 bằng phương pháp phún xạ magnetron RF, tính chất và ứng dụng của màng điện sắc.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÝ Bộ môn Vật Lý Ứng Dụng MÀNG ĐIỆN SẮC VÀ ỨNG DỤNG GVHD : TS Lê Vũ Tuấn Hùng HVTH : Trần Thị Mỹ Hạnh Vật liệu : quang sắc nhiệt sắc điện sắc Vật liệu đện sắc Anode Cathode Điện cực làm việc phân cực âm, trình nhuộm màu xảy Điện cực làm việc phân cực dương, trình nhuộm màu xảy Hiệu ứng điện sắc Biểu biến đổi thuận nghịch tính chất quang vật liệu tác động điện trường, vật liệu nằm môi trường li chất điện WO3 V2O5 Vật liệu điện sắc Wo3 • WO3 có cấu trúc perovskit • WO3 oxit kim loại Vonfram phân nhóm B, nhómVI bán dẫn loại n có độ rộng vùng cấm 3,2 eV Giới thiệu Thay đổi tính chất quang Chế tạomàng WO3 phương pháp phún xạ magnetron RF Thông số định hướng tạo màng • Bia phún xạ WO3 • Công suất phún xạ 100W • Khoảng cách bia đế 5cm • Áp suất hỗn hợp 3 10 torr khí Ar +O2 • Áp suất oxy riêng phần 104 torr Thiết bị đo bề dày • Thiết bị đo độ dày Stylus Profiler Dektak 6M • Thiết bị đo phổ UV- VIS – 500 • Thiết bị đo phổ nhiễu xạ tia X • Hệ thiết bị khảo sát bề mặt AFM Giới thiệu Structure of HWO3 Red is oxygen, green is hydrogen Tính chất Phổ truyền qua màng WO3 dạng tinh thể ( ion H tiêm vào mật độ điện tích khác nhau) mật độ ion tiêm vào nhiều độ truyền qua giảm Cơ chế 6 • Chuyển mức Wi Wk 6 5 6 k e Wi W Wi 5 Wk6 h Wi Wk5 ( Trong suốt ) • Cơ chế xM+ + xe- + WO3 ( Nhuộm màu ) Mx WO3 Áp âm - Li+ bị hút vào – e từ điện cực xâm nhập - kết hợp Áp dương - Li+ bị trả - e quay điện cực tẩy màu nhuộm màu Linh kiện Cấu tạo chung : - Hai lớp thủy tinh -Hai điện cực suốt - Lớp điện ly - Lớp điện sắc Cửa sổ thông minh Cấu tạo Nguyên tắc Cửa sổ thông minh Cửa sổ thông minh Linh kiện hiển thị V2O5 bán dẫn loại n có cấu trúc perovkite độ rộng vùng cấm Eg V2O5 khoảng 2,25 - 2,4 Các thông số Giới thiệu Cấu trúc tinh thể V2O5 cấu trúc lớp Giới thiệu Tạo dãy kênh ngầm dãn rộng, tạo điều kiện cho ion kích thước nhỏ di chuyển bên Hình a Hình b Tính chất Chính khe rãnh giúp ion khác ( Li+, Na+…) từ bên tiêm vào màng, tạo nên hiệu ứng điện sắc Tạo cấu trúc giả bền AxV2O5, cấu trúc hấp thụ mạnh ánh sáng vùng khả kiến QT tẩy : phổ ánh sáng nhìn thấy truyền qua 8% lượng mặt trời truyền qua 6% QT nhuộm : phổ ánh sáng nhìn thấy truyền qua 77% lượng mặt trời truyền qua 56% Pin Li-on Pin Li-ion thiết bị biến đổi lượng giải phóng phản ứng hóa học trức tiếp thành lượng điện Dung lượng pin phụ thuộc trực tiếp vào số lượng ion Li+ xen vào thoát từ điện cực pin Tuổi thọ pin Lithium-Ion đánh giá thơng qua vòng nạp điện (charge cycles) Một vòng nạp điện tính 100% dung lượng pin sử dụng hết nạp lại Pin Li-on Pin Li-ion gồm phần chính: điện cực (cathode anode) ngăn cách chất điện ly rắn có chứa ion lithium Hỗn hợp Carbon trộn kim loại thường dùng làm cực dương Các màng mỏng kim loại chuyển tiếp thường sử dụng làm cực âm Khi sạc pin, ion Li+ cực dương tiến sang cực âm-> đính vào mạng C đó-> q trình sạc chấm dứt.Khi xả hay sử dụng pin, trình thực theo chiều ngược lại Pin Li-on Ưu Pin Li-on Kính chóng lóa Khi ban đêm ánh đèn từ xe phía sau chiếu đến làm chói mắt người tài xế gây nguy hiểm Phủ lớp màng mỏng điện sắc, hình ta thấy xe sau chiếu vào kính chiều hậu ta ko thấy chói Kính chóng lóa • Trên kính có gắn cảm biến nhận ánh sáng với độ chói khác nhau, nhận dc ánh sáng cảm biến gửi tín hiệu hiệu điện đặt vào điện cực kính, gương trở nên hấp thụ ánh sáng • Khi ko có ánh sáng chiểu vào, ánh sáng yếu , cảm biến ko nhận ánh sáng điện ngừng cung cấp điện-> gương trở lại bình thường Ánh sáng tới mắt tài xế khoảng 25 %– 30% .. .Vật liệu : quang sắc nhiệt sắc điện sắc Vật liệu đện sắc Anode Cathode Điện cực làm việc phân cực âm, trình nhuộm màu xảy Điện cực làm việc phân cực dương, trình nhuộm màu xảy Hiệu ứng điện sắc. .. điện sắc Biểu biến đổi thuận nghịch tính chất quang vật liệu tác động điện trường, vật liệu nằm môi trường li chất điện WO3 V2O5 Vật liệu điện sắc Wo3 • WO3 có cấu trúc perovskit • WO3 oxit kim... hút vào – e từ điện cực xâm nhập - kết hợp Áp dương - Li+ bị trả - e quay điện cực tẩy màu nhuộm màu Linh kiện Cấu tạo chung : - Hai lớp thủy tinh -Hai điện cực suốt - Lớp điện ly - Lớp điện sắc