پوشش دهي لايه ي نازك ترموكروميك دي اكسيد واناديم با روش سل-ژل روي شيشه

Coating of vanadium dioxide thermochromic thin film on glass via sol-gel method

اكسيد واناديم (VO2) كه در دماي °C 68 استحاله اي از فاز مونوكلينيك به تتراگونال (روتايل) دارد با موفقيت روي شيشه هاي سودا لايم و با روش سل-ژل اعمال شد. نتايج پراش پرتو ايكس (GIXRD) حاكي از وجود دو فاز VO2 و V6O13 در پوشش بود. با استفاده از آزمون اسپكتروسكوپي طيف نفوذي انعكاسي (DRS) ، انرژي باند ممنوعه براي پوشش در حدود eV 65/1 بدست آمد. آزمون مقاومت سنجي سطحي 4 نقطه اي در دماي اتاق و دماي °C100 (بالاتر از دماي استحاله ي VO2) نشان داد كه مقاومت پوشش از حدود KΩ 600 در دماي °C25 به Ω 200 در دماي °C100 كاهش يافته است. بررسي هاي ريزساختاري صورت گرفته با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني (FESEM) نيز نشان دادند كه ذرات VO2 به صورت يكنواخت (nm 70-40) روي سطح شيشه توزيع شده اند. با توجه به نتايج آزمون ميكروسكوپ نيروي اتمي (AFM)، ميزان زبري متوسط سطح در حدود nm 18 و مقدار زبري ماكزيمم نيز در حدود nm 120 تعيين شد.

Vanadium oxide nano-coating which has a monoclinic to tetragonal (rutile) transition at about 68 °C was successfully coated on a soda lime glass via sol-gel method. Grazing incidence X-ray diffraction results showed that two phases were coexisted in the coating named VO2 and V6O13 which due to the overlap of their patterns، diffuse reflectance spectroscopy was used to determine the main phase. According to diffuse reflectance spectroscopy results، band gap energy of the coating was about 1.65 eV and which was related to semiconductor phase (VO2)، because V6O13 show a metallic behavior at room temperature. 4-point resistivity showed that the coating surface resistance was decreased from 1 MΩ to about 200 Ω. Microstructural analysis showed that the coating was uniform and the crystallite size was about 40-70 nm. According to atomic force microscopy results، the mean roughness of the surface and the maximum roughness were about 18 nm and 120 nm، respectively.