三氧化钨薄膜的光致变色机理是怎么样的?

三氧化钨薄膜可以通过适当能量的光辐照而呈现颜色。当三氧化钨薄膜被光辐射时,将产生电子e-和空穴h+,光生电子进三氧化钨的导带,光生空穴与薄膜表面的吸附水反应,生成H+,然后扩散到三氧化钨内部,导致颜色发生变化。

三氧化钨薄膜的光致变色机理可用以下方程表示:

WO3+hv→WO3*+e-+h+

h++1/2H2O→H++1/4O2

WO3+xe-+xH+→HxWO3

 三氧化钨薄膜图片

纯粹的三氧化钨薄膜只感应紫外光,因此,对于未经过预处理的三氧化钨初始膜,电子和空穴只能通过紫外光激发产生,当经过阴极极化后,晶格中产生陷阱能级,这些能级处在禁带区域内,能被可见光激发,导致可见光变色。

什么是光致变色?

光致变色是指一种化合物A在受到一定波长的光照射时,可进行特定的化学反应,获得另一种产物B,由于结构的改变导致其吸收光谱发生明显的变化,而在另一波长的光照射下或热的作用下,又能恢复到原来的形式。光致变色是一种可逆的化学变化。

在光的作用下能发生可逆颜色变化的化合物,称为光致变色化合物或光致变色体。

如果A状态是有色的,光照后变为无色的B状态,B通过光化学或热化学的途径又回到有色状态A,则该体系称为逆光致变色现象。

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