1. 研究目的与意义（文献综述）
1、研究的意义
电致变色是指材料的光学属性（反射率、透过率、吸收率等）在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。对于电致变色的研究源于上世纪80年代中期，吸引了诸多科研工作者的注意。这种变色可以按照实际需要进行调节控制，符合未来智能材料的发展趋势，在建筑物智能窗、汽车防炫目后视镜、各种平板显示器件、军事伪装、产品防伪商标、可穿戴针织物、红外探测器等方面有着广阔的应用前景。
目前，这种电致变色现象已在汽车防炫目后视镜和建筑物电致变色节能窗方面取得了很好的应用。电致变色节能窗不仅能够降低电器照明能耗，还能降低制冷能耗，由于用于建筑物照明和制冷的电能大部分是由火力发电站提供，这是全球变暖和雾霾日益严重的重要原因之一，所以用电致变色节能窗代替传统的玻璃窗，给人们创造更加舒适的居住环境的同时，还可以降低各种生活能耗，可以为全球自然环境的保护以及绿色、协调、可持续发展做出巨大的贡献。
2. 研究的基本内容与方案
1、研究的基本内容
此次研究的主要内容是设置不同的工艺参数（溅射时间、溅射功率、溅射气压、氧气通气量与氩气通气量之比）制备出性能不同的三氧化钨电致变色薄膜，并通过对比薄膜之间的性能差异，定性分析不同的工艺参数对薄膜性能优劣的影响及其影响程度，最后寻找出制备三氧化钨电致变色薄膜的最优工艺方案。
2、拟采用的技术方案及措施
2.1三氧化钨薄膜的制备
采用北京创世威纳科技有限公司生产的MSP-3300BT型磁控溅射镀膜仪制备三氧化钨薄膜。以纯度为99.9%的金属钨板作为溅射靶材，纯度为99%的氩气为工作气体，纯度为99%的氧气作为反应气体，在方阻为15Ω/口，可见光透过率大于88%的ITO玻璃基板上沉积WOx薄膜，靶材与基板的距离为13cm。实验前，先用KQ5200B型超声波清洗器将ITO玻璃基板依次在盛有丙酮和无水乙醇的烧杯中洗净，并用N2吹干ITO玻璃基板。
先用机械泵将溅射室的气压抽至5-6Pa，然后用分子泵进一步抽真空至4*10-3Pa左右，设置好溅射时间、溅射气压、溅射功率以及Ar与O2的通气量后，打开功率电源开关，进行薄膜的制备。透过真空室的观察窗可看见靶材表面的辉光放电现象。
2.2 参数的设置
主要的工艺参数有：溅射时间、溅射气压、溅射功率以及Ar与O2的通气量。拟采用控制单一变量的思路，进行如下的参数设置：
①研究溅射时间的影响
| 参数 编号 | 溅射时间 （s） | 溅射气压 （pa） | 溅射功率 （w） | O2/(O2 Ar)=50% | |
| O2(sccm) | Ar（sccm） | ||||
| 1 | 1200 | 2 | 180 | 20 | 20 |
| 2 | 1800 | 2 | 180 | 20 | 20 |
| 3 | 2400 | 2 | 180 | 20 | 20 |
| 4 | 3000 | 2 | 180 | 20 | 20 |
②研究溅射气压的影响
| 参数 编号 | 溅射时间 （s） | 溅射气压 （pa） | 溅射功率 （w） | O2/(O2 Ar)=50% | |
| O2(sccm) | Ar（sccm） | ||||
| 1 | 2400 | 1 | 180 | 20 | 20 |
| 2 | 2400 | 1.5 | 180 | 20 | 20 |
| 3 | 2400 | 2 | 180 | 20 | 20 |
| 4 | 2400 | 2.5 | 180 | 20 | 20 |
| 5 | 2400 | 3 | 180 | 20 | 20 |
③研究溅射功率的影响
| 参数 编号 | 溅射时间 （s） | 溅射气压 （pa） | 溅射功率 （w） | O2/(O2 Ar)=50% | |
| O2(sccm) | Ar（sccm） | ||||
| 1 | 2400 | 2 | 150 | 20 | 20 |
| 2 | 2400 | 2 | 180 | 20 | 20 |
| 3 | 2400 | 2 | 210 | 20 | 20 |
| 4 | 2400 | 2 | 240 | 20 | 20 |
④研究O2/(O2 Ar)的影响
| 参数 编号 | 溅射时间 （s） | 溅射气压 （pa） | 溅射功率 （w） | O2/(O2 Ar)=变量 | ||
| O2(sccm) | Ar（sccm） |
| ||||
| 1 | 2400 | 2 | 180 | 20 | 5 | 80% |
| 2 | 2400 | 2 | 180 | 20 | 10 | 66.7% |
| 3 | 2400 | 2 | 180 | 20 | 15 | 57.1% |
| 4 | 2400 | 2 | 180 | 15 | 20 | 42.9% |
| 5 | 2400 | 2 | 180 | 10 | 20 | 33.3% |
2.3薄膜性能的测试
经过上述的实验所制得的不同薄膜材料性能优劣的对比（为了操作方便，实验前期主要测试并对比响应时间、褪色时间和着色效率），进一步优化工艺参数设置，缩小工艺参数变化范围，缩小参数变化梯度，制得薄膜后做如下测试：
a.X射线衍射分析；
b. 褪色态、着色态UV-VIS透过率；
c.电化学工作站。
3. 研究计划与安排
第1－3周：查阅文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解实验研究所需原材料、仪器和设备。
确定技术方案，并完成开题报告。
第4－13周：完成任务书中的所有研究任务及毕业论文撰写。
4. 参考文献（12篇以上）
1、张俊.三氧化钨基电致变色薄膜与器件研究[d].浙江大学.
2、李海玲.新型wo3电致变色器件的制备及性能研究[d].中国科学院大学.
3、杨树威.新型自供能电致变色材料和器件的探索及研发[d].中国科学技术大学.
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