Đề tài Vật lý ứng dụng - Màng điện sắc và ứng dụng

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 Anode Cathode 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 V2O5WO3 • 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 thiệuVật liệu điện sắc Wo3 Thông số định hướng tạo màng • Bia phún xạ WO3 • Công suất phún xạ 100W • Khoảng cách bia đế 5cm • 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 310 torr 410 torr Chế tạomàng WO3 bằng phương pháp phún xạ magnetron RF Giới thiệu Phổ truyền qua của màng WO3 dạng tinh thể ( khi ion được tiêm vào ở các mật độ điện tích khác nhau) Structure of HWO3. 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 i k i kW W e W W        5 6 6 5 i k i kW 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 Giới thiệu Cấu trúc tinh thể V2O5 là cấu trúc lớp Hình a Hình b 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 AxV2O5, 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%