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濺鍍沉積五氧化二釩摻雜鈷對電致變色特性之影響

為了解決西元換算民國的問題，作者林俞呈 這樣論述：

本研究主要是透過摻雜鈷於五氧化二釩薄膜中，藉以改善其電致變色的性能，實驗的試片是在真空的環境下，透過RF濺鍍製備而成，基材採用ITO玻璃，然後於基材上沉積氧化釩薄膜，另外研究進行共濺鍍法沉積摻鈷之氧化釩薄膜，透過改變濺鍍時的摻雜功率、基板溫度、含氧流量、沉積時間還有溫度退火等等，探討不同濺鍍條件對薄膜電致變色性能的影響，藉由循環伏安分析(CV)、X光繞射分析(XRD)、電子顯微鏡(SEM)、光電化學同步量測系統(SEMSO-3000)以及歐傑電子能譜儀，以上述各項實驗來進行分析與討論，探討摻鈷之氧化釩薄膜的光學性質、組成分析與電致變色性能。 藉由實驗分析的數據顯示出，摻雜鈷之五

氧化二釩的結果，以摻雜20 W為佳，且濺鍍環境條件要處在不加溫(基板)，腔體氧含量為9.1 %(1:10)，進行3hr的沉積時間，此條件下的膜厚為88.56nm，薄膜在循環伏安的實驗中，其曲線呈現出明顯的氧化峰與還原峰，經過積分換算後其電容量為57.92F，而氧化態與還原態之光穿透率差(∆T)在可見光的三個波長中(550nm、600nm、650nm)分別為13.9 %、16.2 %、19.2 %。 經由實驗分析得知，五氧化二釩以摻雜20 W的鈷之條件去做不同氧含量的實驗，分別有4.76%、6.25 %、9.1 %、16.67 %、以上四種條件，得出其膜厚依序為107.7 nm、99.96

nm、95.95 nm、82.85 nm，在循環伏安實驗中，除了含氧量16.67% 的條件，其他三個條件所呈現出的曲線，才有明顯的氧化峰與還原峰，電容量在四個條件中以4.76 %的條件為佳，其值為76.25F，但光的穿透率差以含氧量9.1 % 的條件為最佳，其可見光段650nm穿透率差值達18.6 % 。 以不同的沉積時間做為比較，從實驗結果得知沉積4 hr的膜厚達到128.1 nm，其電容量值明顯比其他濺鍍沉積時間條件的薄膜要來的高，但是在可見光的三波長下，氧化態與還原態的穿透率差比3 hr的差，且變色範圍也處在比較低的穿透率，從上述比較得知雖然沉積時間越久，膜厚及電容量值會越高，但

因為是雙極變色材料，故反而使變色性能下降。 使用第1個實驗中的基板未加溫且摻雜為10 W條件及20 W條件的摻鈷之五氧化二釩薄膜進行1hr退火實驗後，在10W的條件下250oC與350oC退火產生結晶結構，而摻鈷10W條件薄膜在退火150oC後，其變色性能高於未退火前的薄膜，也是所有退火條件中最好的，而其氧化態與還原態之光穿透率差(∆T)在可見光的三個波長中(550 nm、600 nm、650 nm)分別為10.127%、13.992%、18.499%。