Коллектив химиков и физиков из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, Российского химико-технологического университета имени Д.И. Менделеева и Московского физико-технического института провел исследование, посвящённое применению новых комплексов металлов для получения слоистых тонкоплёночных наноструктур, состоящих из прозрачных электродов из оксида индия, допированного оловом, и слоя оксида ванадия, перспективных для применения в качестве электрохромных компонентов «умных» окон. Работа опубликована в журнале Colloid and Interface Science Communications.
«Умные» окна (также именуемые «умными» стёклами) позволяют регулировать освещенность помещений за счет контролируемого изменения своих оптических свойств в видимой области спектра. Такие «умные» устройства могут быть основаны на ряде физико-химических явлений, из которых наиболее часто используемый – это электрохромизм, т.е. эффект изменения цвета и прозрачности материала под действием электрического тока. Подобные устройства состоят из нескольких функциональных слоев различного состава. Например, помимо непосредственно электрохромного материала, в них входит прозрачный проводящий оксидный слой, который и обеспечивает подвод напряжения к электрохромному слою.
Коллектив российских ученых предложил технологию получения электрохромных устройств, основанную на применении в качестве прекурсоров новых координационных соединений металлов.
«Целью работы было получить двухслойную планарную структуру, состоящую из слоя прозрачного электрода (оксид индия, допированный оловом) с нанесенным поверх него слоем оксида ванадия. Такие покрытия являются перспективными для применения в «умных» окнах. Оксид ванадия в качестве активного электрохромного материала способен менять окраску от практически бесцветной до зеленой и синей, регулируя пропускание инфракрасного и видимого излучения.
Впервые для получения такой структуры были применены новые координационные соединения (алкоксоацетилацетонаты индия и ванадия). Мы направленным образом изменяли их состав, добиваясь нужной реакционной способности. Для нанесения оксидных покрытий используются растворы этих соединений. При этом важна вязкость данных растворов, которая сильно зависит и от структуры комплексов», – прокомментировал исследование аспирант Лаборатории химии легких элементов и кластеров ИОНХ РАН Филипп Горобцов.
«Нами были изучены функциональные свойства полученных двухслойных структур, – продолжил Филипп. – Проведена оценка электрофизических свойств, которые признаны подходящими для применения в электрохромных устройствах».
Авторы полагают, что полученные координационные соединения индия и ванадия можно в дальнейшем использовать в качестве компонентов функциональных чернил для формирования наноструктурированных пленок оксидов металлов с помощью печатных технологий, которые являются перспективными с точки зрения получения покрытий сложного состава и геометрии, в том числе миниатюрных.
Работа поддержана грантом Российского фонда фундаментальных исследований (№20-33-90136).
Текст: ИОНХ РАН
Gorobtsov Ph.Yu., Fisenko N.A., Solovey V.R., Simonenko N.P., Simonenko E.P., Volkov I.A., Sevastyanov V.G., Kuznetsov N.T. Microstructure and local electrophysical properties of sol-gel derived (In2O3-10%SnO2)/V2O5 films // Colloid and Interface Science Communications. 2021. DOI: 10.1016/j.colcom.2021.100452.
