VO2/ZnO/VO2复合节能薄膜的制备及其热致变色性能研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着全球能源消耗的不断增长和环境问题的日益严峻，开发和利用可再生能源、提高能源利用效率成为全球共同关注的焦点。

在建筑领域，建筑能耗占社会总能耗的比例高达40%以上，其中通过门窗损耗的能量约占50%。

因此，研发新型节能材料，降低建筑能耗具有重要的现实意义。

2. 本选题国内外研究状况综述

vo2薄膜作为一种具有优异热致变色性能的功能材料，近年来在智能窗、光器件、传感器等领域引起了广泛的关注和研究。

#国内研究现状国内对于vo2薄膜的研究起步相对较晚，但近年来发展迅速，在制备技术、性能优化、应用探索等方面取得了一系列重要进展。

中国科学院上海硅酸盐研究所、清华大学、浙江大学等科研机构在vo2薄膜的制备方法、掺杂改性、复合结构设计等方面进行了深入研究。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

1.采用磁控溅射法制备vo2薄膜，通过控制溅射参数，优化vo2薄膜的结晶性和化学计量比，获得具有优异热致变色性能的vo2薄膜。

2.采用溶胶凝胶法制备zno薄膜，通过控制溶液浓度、退火温度等参数，优化zno薄膜的厚度、结晶性和光学性能。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用磁控溅射法制备vo2薄膜，溶胶-凝胶法制备zno薄膜，并将两种方法结合制备vo2/zno/vo2复合薄膜。

具体步骤如下：
1.vo2薄膜的制备与性能优化:采用直流磁控溅射法在玻璃衬底上沉积vo2薄膜，通过控制溅射功率、溅射时间、衬底温度、氧氩比等参数，优化vo2薄膜的结晶性和化学计量比，获得具有优异热致变色性能的vo2薄膜。

2.zno薄膜的制备与性能优化:采用溶胶-凝胶法制备zno薄膜，通过控制溶液浓度、旋涂速度、退火温度、退火时间等参数，优化zno薄膜的厚度、结晶性和光学性能。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于通过在vo2薄膜中引入zno中间层，构建vo2/zno/vo2复合薄膜结构，探索zno中间层对vo2薄膜热致变色性能的影响规律，并通过优化薄膜制备工艺和结构设计，改善vo2薄膜的热致变色性能，提高其在智能窗领域的应用价值。

具体而言，本研究的创新点体现在以下几个方面:
1.复合结构设计:采用vo2/zno/vo2三明治结构，利用zno优异的光学性能和电学性能，改善vo2薄膜的光学性能和热致变色性能。

2.界面调控:通过控制zno中间层的厚度和沉积工艺，调控vo2/zno界面和zno/vo2界面的性质，改善界面结合性能，提高薄膜的热稳定性和循环稳定性。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 张俊, 王云, 刘俊, 等. vo2(m)纳米材料的制备及其热致变色性能研究进展[j]. 材料导报, 2018, 32(1): 102-110.

[2] 刘欢, 袁建平, 刘颖, 等. zno基透明导电薄膜的制备方法及研究进展[j]. 材料导报, 2020, 34(19): 18057-18065.

[3] 李晓娜, 周乐平, 吴广磊, 等. 热致变色智能窗的最新研究进展[j]. 功能材料, 2019, 50(11): 11007-11016.