Nghiên Cứu Tính Chất Linh Kiện Điện Sắc Trên Cơ Sở Vật Liệu Kim Loại Chuyển Tiếp

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu tính chất linh kiện điện sắc từ vật liệu kim loại chuyển tiếp ti w với cấu trúc nanô, đóng góp cho lĩnh vực nano.

• Người hướng dẫn: GS. Nguyễn Năng Định
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Vật liệu và Linh kiện Nanô
• Đề tài: Nghiên Cứu Tính Chất Linh Kiện Điện Sắc Dựa Trên Vật Liệu Kim Loại Chuyển Tiếp
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Tính Chất Linh Kiện Điện Sắc

Bài viết này tập trung vào nghiên cứu tính chất linh kiện điện sắc dựa trên vật liệu kim loại chuyển tiếp, cụ thể là Titan (Ti) và Wolfram (W) ở cấu trúc nano. Vật liệu điện sắc là vật liệu có khả năng thay đổi tính chất quang học (độ truyền qua, phản xạ, hấp thụ) dưới tác động của điện trường, ánh sáng hoặc nhiệt độ. Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc khai thác và sử dụng hiệu quả năng lượng mặt trời, góp phần vào việc sử dụng năng lượng sạch và bền vững. Các ứng dụng linh kiện điện sắc đang được nghiên cứu và phát triển mạnh mẽ, đặc biệt là trong các thiết bị hiển thị, cửa sổ thông minh, cảm biến và thiết bị lưu trữ năng lượng.

1.1. Khái Niệm Cơ Bản Về Vật Liệu Điện Sắc

Vật liệu điện sắc là vật liệu thể hiện hiệu ứng điện sắc, tức là khả năng thay đổi tính chất quang học một cách thuận nghịch dưới tác động của điện thế điều khiển. Sự thay đổi này thường biểu hiện qua sự thay đổi màu sắc hoặc độ trong suốt. Các oxit kim loại chuyển tiếp như vật liệu WO3 và vật liệu TiO2 là những ví dụ điển hình của điện sắc kim loại chuyển tiếp. Cơ chế điện sắc liên quan đến sự chèn và rút ion (thường là ion Li+) vào cấu trúc mạng tinh thể của vật liệu.

1.2. Phân Loại Vật Liệu Điện Sắc Phổ Biến Nhất Hiện Nay

Vật liệu điện sắc được phân loại thành vật liệu điện sắc catot (nhuộm màu khi phân cực âm) và vật liệu điện sắc anot (nhuộm màu khi phân cực dương). Vật liệu WO3 là vật liệu điện sắc catot điển hình, trong khi vật liệu NiO là vật liệu điện sắc anot. Sự lựa chọn vật liệu phụ thuộc vào ứng dụng công nghệ cụ thể, ví dụ, trong cửa sổ thông minh, vật liệu WO3 thường được sử dụng để điều chỉnh độ truyền sáng. Bảng phân loại trong tài liệu gốc cung cấp thông tin chi tiết về các loại oxit điện sắc chính.

1.3. Cấu Tạo và Nguyên Lý Hoạt Động Của Linh Kiện Điện Sắc

Linh kiện điện sắc thường bao gồm các lớp màng mỏng: lớp điện cực trong suốt (ví dụ, ITO), lớp vật liệu điện sắc, lớp dẫn ion (chất điện ly) và lớp tích trữ ion (tùy chọn). Khi điện áp được đặt vào, các ion di chuyển vào hoặc ra khỏi lớp điện sắc, thay đổi tính chất quang học. Theo phương trình (1.2) trong tài liệu gốc, quá trình nhuộm màu của vật liệu WO3 liên quan đến sự chèn ion M+ (thường là Li+ hoặc H+) và electron vào cấu trúc.

II. Vấn Đề Thách Thức Nghiên Cứu Vật Liệu Điện Sắc

Nghiên cứu tính chất linh kiện điện sắc đối mặt với nhiều thách thức. Một trong số đó là cải thiện độ bền và tốc độ chuyển mạch của vật liệu. Độ tương phản quang học cũng là một yếu tố quan trọng cần tối ưu hóa. Tìm kiếm vật liệu mới với hiệu suất cao hơn và giá thành rẻ hơn là một hướng đi quan trọng. Ứng dụng thực tiễn của lớp phủ điện sắc đòi hỏi sự ổn định trong điều kiện môi trường khác nhau và khả năng tích hợp vào các thiết bị thương mại.

2.1. Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Tính Chất Điện Sắc

Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tính chất điện hóa của vật liệu, bao gồm cấu trúc tinh thể, kích thước hạt nano, độ xốp của màng mỏng, loại chất điện ly và điện cực đối. Ví dụ, cấu trúc nano của vật liệu WO3 và vật liệu TiO2 có thể tăng diện tích bề mặt tiếp xúc với chất điện ly, cải thiện tốc độ chuyển mạch và mật độ dòng điện. Tuy nhiên, việc kiểm soát cấu trúc nano đồng nhất vẫn là một thách thức.

2.2. Thách Thức Về Độ Bền Và Tuổi Thọ Của Linh Kiện

Độ bền và tuổi thọ của linh kiện điện sắc là những yếu tố quan trọng để ứng dụng thương mại. Sự suy giảm hiệu suất sau nhiều chu kỳ chuyển mạch có thể do sự phân hủy của vật liệu, sự thay đổi cấu trúc tinh thể hoặc sự ô nhiễm của chất điện ly. Nghiên cứu về môi trường điện ly ổn định và các lớp bảo vệ có thể giúp cải thiện độ bền của linh kiện. Cần có các phương pháp kiểm tra tính chất điện hóa và quang học trong thời gian dài để đánh giá độ tin cậy.

2.3. Tối Ưu Hóa Độ Tương Phản Quang Học Và Tốc Độ Chuyển Mạch

Độ tương phản quang học và tốc độ chuyển mạch là hai thông số quan trọng của linh kiện điện sắc. Độ tương phản quang học càng cao, sự thay đổi màu sắc càng rõ ràng. Tốc độ chuyển mạch càng nhanh, linh kiện càng đáp ứng tốt với các ứng dụng động. Tối ưu hóa cả hai thông số này đòi hỏi sự điều chỉnh cẩn thận các thông số chế tạo vật liệu và thiết kế linh kiện.

III. Cách Chế Tạo Màng Mỏng Điện Sắc Kim Loại Chuyển Tiếp

Có nhiều phương pháp chế tạo màng mỏng điện sắc khác nhau. Trong nghiên cứu này, phương pháp phủ trải "Doctor Blade" được sử dụng cho vật liệu TiO2, và phương pháp lắng đọng điện hóa được sử dụng cho vật liệu WO3. Việc lựa chọn phương pháp phụ thuộc vào loại vật liệu, yêu cầu về cấu trúc và tính chất, cũng như chi phí sản xuất. Các phương pháp khác bao gồm phún xạ, bay hơi nhiệt, lắng đọng lớp nguyên tử (ALD) và sol-gel.

3.1. Phương Pháp Phủ Trải Doctor Blade Cho Màng TiO2

Phương pháp phủ trải (Doctor Blade) là một kỹ thuật đơn giản và hiệu quả để chế tạo màng mỏng vật liệu TiO2. Huyền phù nano TiO2 được trải đều trên đế bằng một lưỡi dao gạt, sau đó được sấy khô và nung kết để tạo thành màng xốp. Các thông số như tốc độ gạt, khe hở của lưỡi dao và nhiệt độ nung ảnh hưởng đến độ dày, độ xốp và cấu trúc của màng phủ điện sắc.

3.2. Lắng Đọng Điện Hóa Cho Màng Mỏng WO3

Lắng đọng điện hóa là một kỹ thuật linh hoạt để chế tạo màng mỏng vật liệu WO3 với khả năng kiểm soát tốt độ dày và cấu trúc. Màng WO3 được lắng đọng trên điện cực bằng cách điện phân dung dịch chứa tiền chất vonfram. Điện áp và thời gian lắng đọng có thể được điều chỉnh để kiểm soát kích thước hạt và độ xốp. Hình 2.1 trong tài liệu gốc minh họa sơ đồ thiết bị tạo màng mỏng bằng kỹ thuật điện hóa.

3.3. Kiểm Soát Cấu Trúc Và Thành Phần Của Màng Mỏng

Việc kiểm soát cấu trúc và thành phần của màng mỏng là rất quan trọng để đạt được tính chất điện sắc mong muốn. Các kỹ thuật như XRD, SEM và Raman được sử dụng để phân tích cấu trúc tinh thể, hình thái bề mặt và thành phần hóa học của màng. Hình 3.1 đến 3.3 trong tài liệu gốc cho thấy ảnh SEM và giản đồ nhiễu xạ tia X của màng TiO2 và WO3.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Tính Chất Linh Kiện Điện Sắc W Ti

Nghiên cứu đã khảo sát tính chất linh kiện điện sắc của màng mỏng TiO2 và WO3. Cấu trúc tinh thể và hình thái học bề mặt của màng được phân tích. Đặc trưng quang học và đặc trưng điện hóa của linh kiện được đo đạc. Các kết quả cho thấy sự thay đổi màu sắc thuận nghịch của màng dưới tác động của điện trường. Các thông số điện sắc như độ tương phản quang học và tốc độ chuyển mạch được xác định.

4.1. Phân Tích Cấu Trúc Tinh Thể Và Hình Thái Học Bề Mặt

Phân tích XRD cho thấy cấu trúc tinh thể của màng TiO2 và WO3. Ảnh SEM cho thấy hình thái học bề mặt của màng, bao gồm kích thước hạt và độ xốp. Các kết quả này giúp hiểu rõ hơn về mối quan hệ giữa cấu trúc và tính chất điện sắc. Bảng 3 trong tài liệu gốc cung cấp số liệu thành phần các nguyên tố trong mẫu WO3/TiO2.

4.2. Đo Đạc Đặc Trưng Điện Hóa Của Màng Mỏng

Các phương pháp phương pháp CV (Cyclic Voltammetry), EIS (Điện hóa trở kháng) và CA (Chronoamperometry) được sử dụng để đo đạc tính chất điện hóa của màng mỏng. Đường cong phân cực (CV) cho thấy các đỉnh oxy hóa khử, cho biết sự chèn và rút ion vào màng. Phổ trở kháng (EIS) cung cấp thông tin về điện trở và điện dung của màng. Hình 3.8 trong tài liệu gốc trình bày phổ CV của điện cực WO3/TiO2/ITO.

4.3. Khảo Sát Đặc Trưng Quang Học In Situ

Phổ truyền qua in-situ được đo đạc để theo dõi sự thay đổi tính chất quang học của màng trong quá trình điện hóa. Kết quả cho thấy sự giảm độ truyền qua khi điện áp được áp dụng, cho thấy sự nhuộm màu của màng. Hình 3.9 và 3.10 trong tài liệu gốc trình bày phổ truyền qua in-situ của linh kiện ITO|dd W|WO3/TiO2/ITO và ITO|LiClO4+PC|WO3/TiO2/ITO.

V. Ứng Dụng Tiềm Năng Của Linh Kiện Điện Sắc Trong Tương Lai

Ứng dụng linh kiện điện sắc rất đa dạng và tiềm năng. Cửa sổ thông minh có thể điều chỉnh độ truyền sáng và nhiệt, tiết kiệm năng lượng. Màn hình hiển thị có độ tương phản cao và tiêu thụ năng lượng thấp. Pin điện sắc lưu trữ năng lượng. Cảm biến phát hiện các chất hóa học. Lớp phủ thông minh trên ô tô và kính mát. Công nghệ nano có thể cải thiện hiệu suất và tính năng của linh kiện.

5.1. Cửa Sổ Thông Minh Tiết Kiệm Năng Lượng

Cửa sổ thông minh sử dụng linh kiện điện sắc để điều chỉnh lượng ánh sáng và nhiệt đi vào tòa nhà, giảm nhu cầu sử dụng điều hòa và ánh sáng nhân tạo. Điều này giúp tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí. Công nghệ này đang được nghiên cứu và phát triển rộng rãi trên thế giới.

5.2. Màn Hình Hiển Thị Tiêu Thụ Điện Năng Thấp

Màn hình hiển thị điện sắc có độ tương phản cao, góc nhìn rộng và tiêu thụ điện năng thấp. Chúng có thể được sử dụng trong các thiết bị di động, bảng quảng cáo và các ứng dụng khác. So với màn hình LCD và OLED, màn hình điện sắc có ưu điểm về tiêu thụ điện năng và khả năng hiển thị ngoài trời.

5.3. Các Ứng Dụng Khác Của Vật Liệu Điện Sắc

Pin điện sắc có thể lưu trữ năng lượng và thay đổi màu sắc theo trạng thái sạc. Cảm biến điện sắc có thể phát hiện các chất hóa học hoặc khí, dựa trên sự thay đổi màu sắc của vật liệu. Lớp phủ điện sắc có thể được sử dụng trên ô tô để điều chỉnh độ phản xạ ánh sáng và nhiệt.

VI. Kết Luận Hướng Phát Triển Nghiên Cứu Vật Liệu Điện Sắc

Nghiên cứu tính chất linh kiện điện sắc trên cơ sở vật liệu kim loại chuyển tiếp (Ti, W) cấu trúc nano đã đạt được những kết quả đáng khích lệ. Các phương pháp chế tạo màng mỏng và các kỹ thuật đo đạc đặc trưng đã được áp dụng thành công. Tương lai của vật liệu điện sắc hứa hẹn nhiều ứng dụng tiềm năng trong các lĩnh vực khác nhau. Các hướng nghiên cứu tiếp theo bao gồm phát triển vật liệu mới, tối ưu hóa cấu trúc linh kiện và cải thiện độ bền.

6.1. Tóm Tắt Các Kết Quả Nghiên Cứu Chính

Nghiên cứu đã thành công trong việc chế tạo màng mỏng TiO2 và WO3 bằng các phương pháp phủ trải và lắng đọng điện hóa. Cấu trúc tinh thể, hình thái học bề mặt và tính chất điện hóa của màng đã được phân tích. Linh kiện điện sắc đã được chế tạo và khảo sát đặc trưng quang học in-situ. Các kết quả cho thấy tiềm năng ứng dụng của vật liệu trong các thiết bị điện sắc.

6.2. Hướng Nghiên Cứu Và Phát Triển Tiếp Theo

Nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào phát triển vật liệu mới với hiệu suất cao hơn, ví dụ như oxit hỗn hợp hoặc vật liệu composite. Tối ưu hóa cấu trúc linh kiện, ví dụ như sử dụng lớp tích trữ ion hoặc lớp bảo vệ. Cải thiện độ bền và tốc độ chuyển mạch của linh kiện. Nghiên cứu về cơ chế điện sắc và mối quan hệ giữa cấu trúc và tính chất.

6.3. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu Đối Với Ứng Dụng Công Nghệ

Nghiên cứu về vật liệu điện sắc có tầm quan trọng lớn đối với ứng dụng công nghệ, đặc biệt trong lĩnh vực tiết kiệm năng lượng và phát triển các thiết bị thông minh. Các kết quả nghiên cứu có thể đóng góp vào việc phát triển các sản phẩm thương mại như cửa sổ thông minh, màn hình hiển thị và cảm biến.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 - Tổng quan về vật liệu điện sắc trên cơ sở ôxit kim loại chuyển tiếp – vật liệu ôxit titan và ôxit vônfram 1. Vật liệu biến đổi nhiệt-điện-quang và các hiệu ứng điện sắc 1. Khái niệm chung Vật liệu biến đổi nhiệt-điện-quang (chromogenic materials) là họ vật liệu có đặc trưng cơ bản là sự biến đổi thuận nghịch tính chất quang (độ truyền qua, phản xạ, hấp thụ và chiết suất) dưới tác động của điện trường, ánh sáng, hay nhiệt độ. Vật liệu biến đổi nhiệt-điện-quang tùy theo trường tác động được chia làm các nhóm chính như nhóm vật liệu nhiệt sắc, nhóm vật liệu quang sắc, nhóm vật liệu điện sắc, v.

Trong khuôn khổ của luận văn này, các tính chất của các chất thuộc nhóm vật liệu điện sắc sẽ được trình bày cụ thể hơn, đặc biệt là hai vật liệu điện sắc điển hình là ôxit titan và ôxit vônfram. Trước hết, vật liệu điện sắc (electrochromic materials)là loại vật liệu thay đổi tính chất quang dưới tác động của điện trường. Hiệu ứng điện sắc là hiện tượng vật lý xảy ra ở nhóm vật liệu có khả năng thay đổi tính chất quang một cách thuận nghịch tương ứng với sự thay đổi chiều phân cực của điện trường đặt vào [10]. Biểu hiện cơ bản của hiệu ứng điện sắc là sự thay đổi độ truyền qua hay phản xạ khi đặt điện trường phân cực thích hợp.

Phân loại vật liệu điện sắc Trên hình 1.1 là bảng các nguyên tố hóa học trong đó các nguyên tố mà ôxit của chúng là chất điện sắc đã được đánh dấu. Các nguyên tố như Ti, V, Cr, Mn, Fe… đều là những nguyên tố có ôxit là chất điện sắc. Có hai loại vật liệu điện sắc chính: vật liệu điện sắc catôt và vật liệu điện sắc anôt Vật liệu điện sắc catôt là loại vật liệu điện sắc có khả năng nhuộm màu xảy ra khi điện trường làm việc phân cực âm và khả năng tẩy màu ở điện trường làm việc phân cực dương. Ví dụ như: TiO2, Nb2O5, MoO3, Ta2O5, v.v… TIEU LUAN MOI download : [e-mail] 11 Vật liệu điện sắc anôt: là loại vật liệu điện sắc có khả năng nhuộm màu xảy ra khi điện trường làm việc phân cực dương và khả năng tẩy màu ở điện trường làm việc phân cực âm.

Ví dụ như: MnO2, CoO2, NiO2, Cr2O3, v. Các nguyên tố có ôxit của chúng là chất điện sắc Bảng 1.1 trình bày cụ thể hơn về các vật liệu điện sắc chính và phân loại nhuộm màu của các ôxit này là nhuộm màu catôt hay nhuộm màu anôt. Ngoài ra, trong bảng còn nêu trạng thái trong suốt (tương ứng với trạng thái tẩy màu) của các ôxit này. Thí dụ vật liệu TiO2 khi ở trạng thái ban đầu thì vật liệu có màu trong suốt, ở trạng thái nhuộm màu thì vật liệu chuyển màu xanh thẫm đặc trưng và chuyển về màu trong suốt khi tẩy màu.

Trong khi đó, vật liệu V2O5 khi ở trạng thái tẩy màu thì không giữ được độ trong suốt như ban đầu, vật liệu có màu hơi xanh. Phân loại một số ôxit điện sắc chính Loại ôxit Loại nhuộm màu Trạng thái trong suốt có thể đạt được TiO2 Catôt Có V2O5 Catôt/Anôt Không Cr2O3 Anôt Không MnO2 Anôt Không FeO2 Anôt Không TIEU LUAN MOI download : [e-mail] 12 CoO2 Anôt Không NiO2 Anôt Có Nb2O5 Catôt Có MoO3 Catôt Có Ta2O5 Catôt Có WO3 Catôt Có IrO2 Anôt Có 1. Những nét cơ bản về linh kiện điện sắc a) Cấu tạo: Linh kiện điện sắc bao gồm nhiều lớp màng mỏng sao cho tính chất quang của lớp vật liệu điện sắc có thể thay đổi một cách thuận nghịch và điều khiển được bởi độ lớn và chiều phân cực của điện trường (hình 1. Sơ đồ cấu tạo của linh kiện điện sắc • Màng dẫn điện trong suốt: điện cực ITO có độ truyền qua cao và dẫn điện tốt, độ dẫn điện được biết thông qua điện trở của lớp điện cực được phủ trên đế thủy tinh trên 1 đơn vị vuông.

Màng dẫn điện này trong nhiều trường hợp, có thể thay thế bằng màng ôxit thiếc có pha tạp flo (SnO2:F) có độ bền và khả năng dẫn điện tương đương với màng dẫn điện ITO. TIEU LUAN MOI download : [e-mail] 13 • Lớp vật liệu điện sắc: lớp vật liệu chính để hình thành linh kiện điện sắc. Cụ thể trong luận văn này là lớp nanô xốp TiO2 được chế tạo bằng phương pháp phủ trải – “Doctor blade” và lớp nanô xốp WO3 được chế tạo bằng phương pháp lắng đọng điện hóa. • Lớp dẫn ion (chất điện ly): có thể là chất rắn, lỏng hay đông đặc.

Sử dụng các dung dịch chất điện ly như axit, kiềm và các dung dịch chất điện ly muối có độ dẫn điện tử cao. Ở đây, chất điện ly được chọn là dung dịch muối trung tính lithiclorat (LiClO4) được hòa tan trong dung môi propyplene carbonat (PC) với tỷ lệ 0.1M để đảm bảo độ phân ly tốt và không gây tổn hại cho các màng điện sắc được nghiên cứu trong công trình này. • Lớp tích trữ ion: lớp này được coi như một lớp bổ trợ, có tác dụng tích trữ ion làm cho mật độ ion trong linh kiện được cải thiện khi có điện trường tác dụng. Trong một số trường hợp, lớp tích trữ ion thường mang tính chất đối ngược với chất điện sắc để nhằm nâng cao hiệu suất của linh kiện.

Nói rõ hơn là khi chất điện sắc là vật liệu nhuộm màu catôt thì lớp tích trữ được chọn trong trường hợp này thường là chất có khả năng nhuộm màu anôt. (Do điều kiện có hạn của luận văn nên trong linh kiện điện sắc được chế tạo thử ở đây không có mặt lớp tích trữ ion này. Vấn đề này sẽ được mở rộng nghiên cứu trong những công trình tiếp theo). b) Hoạt động Tính chất điện sắc của vật liệu điện sắc trong linh kiện điện sắc được thay đổi thông qua độ lớn về độ truyền qua.

Khi đặt điện trường lên các điện cực trong suốt của linh kiện thì các ion sẽ được tiêm vào hoặc thoát ra khỏi lớp điện sắc gây ra sự thay đổi các đặc tính quang của chúng, qua đó phản ánh đặc trưng của linh kiện. Quá trình điện sắc thể hiện sự hình thành và biến đổi màu thuận nghịch được biểu diễn dưới dạng phương trình hai chiều mô tả phản ứng oxy hóa khử trên bề mặt điện cực làm việc như sau: WO3 (trong suốt) + xM+ + xe- ⇔ MxWO3 (xanh sẫm) (1.2) TIEU LUAN MOI download : [e-mail] 14 Bình thường màng tinh thể WO3 và TiO2 gần như trong suốt, độ trong suốt có thể đạt tới 90%, còn hợp chất MxTiO2 và MxWO3 là vật liệu hấp thụ mạnh ánh sáng trong vùng nhìn thấy, ta sẽ thấy màng có màu xanh sẫm (theo những nghiên cứu trước đây về màng WO3). Màu sắc của màng phụ thuộc vào mật độ proton hay cation xâm nhập vào màng. Ở trạng thái nhuộm màu màng trở nên hấp thụ mạnh ánh sáng, khiến cho độ truyền qua giảm, do đó ta thấy màng có màu xanh sẫm.

Khi đổi chiều phân cực của điện trường ngoài (quá trình tẩy màu), các liên kết giữa ion M+ và oxy được giải phóng bởi tác dụng của điện trường, hiện tượng tẩm màu mất đi và màng lại trở nên trong suốt. Đây chính là quá trình nhuộm màu và tẩy màu của màng WO3 và TiO2 trong dung dịch chất điện ly thể hiện tính chất điện sắc của các vật liệu và linh kiện điện sắc. Màng mỏng điện sắc ôxit kim loại chuyển tiếp Như đã nêu ở trên, hiệu ứng điện sắc được tìm thấy hầu hết trong các ôxit kim loại chuyển tiếp như ôxit của Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni (chu kỳ 4 trong bảng tuần hoàn); ôxit của Nb, Mo, Rh (chu kỳ 5); ôxit của Ta, W, Ir (chu kỳ 6) và một số hỗn hợp ôxit khác của chúng. Các tính chất vật lý và hóa học của vật liệu này mang tính đặc trưng cho họ vật liệu.

Bên cạnh đó, ôxit titan là loại vật liệu được nghiên cứu và phát triển mới đây và có khả năng ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau, phải kể đến là khả năng chuyển hóa năng lượng điện thành năng lượng quang hay như trong hiệu ứng điện sắc của các linh kiện điện sắc. Do đó, ôxit kim loại chuyển tiếp được nghiên cứu trong luận văn này là ôxit titan và ôxit vônfram, hai ôxit này đặc trưng cho loại vật liệu điện sắc catôt. Chúng được chế tạo bằng các phương pháp phủ trải (đối với ôxit titan) và phương pháp lắng đọng điện hóa (đối với ôxit vônfram). Ứng dụng của linh kiện điện sắc Cửa sổ “thông minh” (Smart windows) Linh kiện điện sắc đang được các nhà khoa học trên thế giới đặc biệt quan tâm và nghiên cứu phát triển vì khả năng ứng dụng thiết thực của linh kiện này trong đời sống.

Điển hình là trong các công trình xây dựng có tính tiện nghi cao như những tòa cao ốc cao cấp, mà chủ yếu là những ứng dụng của linh kiện điện sắc trong việc chế tạo các cử sổ “thông minh” (hình 1. Bằng cách thay đổi điện thế đặt vào linh kiện người ta TIEU LUAN MOI download : [e-mail] 15 có thể điều chỉnh được lượng ánh sáng truyền qua một cách dễ dàng linh động và liên tục sao cho phù hợp với nhu cầu.Linh kiện điện săc được ứng dụng trong các cửa sổ “thông minh” Khi áp điện thế thích hợp (bật công tắc), những ion sẽ di chuyển nhanh trong lớp ion và lớp điện sắc kèm theo điện tử được tiêm vào từ màng dẫn điện làm thay đổi tính chất quang của cửa sổ, cụ thể là màu sắc của chúng được thay đổi (trạng thái nhuộm màu). Do đó chỉ có một phần ánh sáng được truyền qua cửa sổ. Kính chống lóa, chống phản xạ Ngoài cửa sổ “thông minh”, vật liệu điện sắc còn được nghiên cứu và phát triển trong việc chế tạo kính chống lóa và chống phản xa.

Người ta có thể thay đổi độ phản xạ của linh kiện điện sắc với một trong hai điện cực trong suốt được thay thế bằng một mặt phản xạ - mặt kim loại. Loại linh kiện này được ứng dụng trong việc chế tạo kính chống lóa và chống phản xạ cho các loại ô tô, xe tải, v. trong việc giảm cường độ sáng của các xe ngược chiều hay mặt trời. Khi đèn pha của các xe sau hoặc xe đi ngược chiều hay ánh sáng mặt trời chiếu vào kính, với điện áp phù hợp, kính chuyển màu sẫm giảm thiểu ánh sáng làm chói mắt, giúp lái xe có thể điều khiển phương tiện dễ dàng hơn và an toàn hơn.