Bài thuyết trình Vật lý ứng dụng: Màng điện sắc và ứng dụng

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

Điện cực làm việc phân

cực âm, quá trình

nhuộm màu xảy ra

Điện cực làm việc phân cực dương, quá trình nhuộm màu xảy ra

Hiệu ứng điện sắc

Biểu hiện sự biến đổi thuận nghịch tính chất quang của vật liệu dưới tác động của điện trường, khi vật liệu nằm trong môi trường li chất điện

V2O5

WO3

• WO3 có cấu trúc

perovskit

• WO3 là oxit của kim

loại Vonfram phân

nhóm B, nhómVI là bán

dẫn loại n có độ rộng

vùng cấm là 3,2 eV

Thay đổi tính chất quang

Giới thiệu Vật liệu điện sắc Wo3

Thông số định hướng tạo màng

• Áp suất hỗn hợp khí Ar +O2

• Áp suất oxy riêng phần

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

3

10 torr

4

10 torr



Chế tạomàng WO3 bằng phương pháp phún xạ

Phổ truyền qua của màng

WO3 dạng tinh thể ( khi ion được tiêm vào ở các mật độ điện tích khác nhau)

Structure of HWO 3 Red is oxygen, green is hydrogen

mật độ ion tiêm vào càng nhiều độ truyền qua càng giảm

H

Tính chất

6 6 5 6

W   W   e  W   W 

W   W   h   W   W 

( Trong suốt ) ( Nhuộm màu )

• Chuyển mức

• Cơ chế

Áp thế âm - Li+ bị hút vào – các e từ điện cực xâm nhập - kết hợp nhuộm màu

xM+ + xe- + WO3  Mx WO3

Áp thế dương - Li+ bị trả về - các e quay về điện cực tẩy màu

Cơ chế

Cấu tạo chung :

- Hai lớp thủy tinh

-Hai điện cực trong suốt

- Lớp điện ly

- Lớp điện sắc

Linh kiện

Cấu tạo

Nguyên tắc

Cửa sổ thông minh

Cửa sổ thông minh

Cửa sổ thông minh

Linh kiện hiển thị

V2O5 là bán dẫn loại n có cấu trúc

perovkite độ rộng vùng cấm Eg của

V2O5 trong khoảng 2,25 - 2,4

Các thông số Giới thiệu

Cấu trúc tinh thể V 2 O 5 là cấu trúc lớp

Tạo dãy kênh ngầm dãn rộng, tạo điều kiện cho các ion kích

thước nhỏ di chuyển bên trong

Chính các khe rãnh này sẽ giúp

các ion khác ( Li+, Na+…) từ bên

ngoài tiêm vào màng, tạo nên

hiệu ứng điện sắc.

Tạo ra cấu trúc giả bền A x V 2 O 5 , cấu

trúc này hấp thụ mạnh ánh sáng vùng

khả kiến.

QT tẩy : phổ ánh sáng nhìn thấy truyền qua 8% và năng lượng mặt trời truyền qua 6%

QT nhuộm : phổ ánh sáng nhìn thấy truyền qua 77% và năng lượng mặt trời truyền qua 56%

Tính chất

Pin Li-on Pin Li-ion là thiết bị biến đổi năng lượng giải phóng trong phản

ứng hóa học trức tiếp thành năng lượng điện

Dung lượng của pin phụ thuộc trực tiếp

vào số lượng ion Li+ xen vào và thoát ra

từ điện cực của pin

Tuổi thọ của pin Lithium-Ion có thể

đánh giá thông qua các vòng nạp

điện (charge cycles) Một vòng

nạp điện được tính khi 100% dung

lượng của pin được sử dụng hết

và nạp lại.

Pin Li-on

Khi sạc pin, ion Li+ trong bản cực dương tiến sang bản

cực âm-> đính vào mạng C tại đó-> quá trình sạc chấm dứt.Khi xả hay sử dụng pin, quá trình trên được thực

hiện theo chiều ngược lại

Pin Li-ion gồm 3 phần chính:

2 điện cực (cathode và

anode) ngăn cách nhau bởi chất điện ly rắn có chứa ion lithium

Hỗn hợp Carbon trộn kim loại thường được dùng làm cực dương

Các màng mỏng của các kim loại chuyển tiếp thường

được sử dụng làm cực âm

Pin Li-on

Ưu của Pin Li-on

Khi đi ban đêm thì ánh đèn từ xe phía

sau chiếu đến sẽ làm chói mắt người tài

xế gây nguy hiểm

Phủ 1 lớp màng mỏng điện sắc, trên hình ta thấy mặc dù xe sau chiếu vào kính chiều hậu nhưng ta vẫn ko thấy chói

Kính chóng lóa

• Trên kính có gắn 1 cảm biến nhận ánh sáng với các độ chói khác nhau, khi nhận dc ánh sáng thì cảm biến sẽ gửi tín hiệu và 1 hiệu điện thế được đặt vào 2 điện cực của kính, khi đó gương trở nên hấp thụ ánh sáng

• Khi ko có ánh sáng chiểu vào, hoặc ánh sáng yếu , cảm biến ko nhận được ánh sáng và điện thế ngừng cung cấp điện-> gương trở lại bình thường

Kính chóng lóa

Ánh sáng tới mắt tài xế khoảng 25 %– 30%