エレクトロクロミズム

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エレクトロクロミズム(Electrochromism:EC)は、外部電場の作用により材料の色が可逆的に変化する現象であり、多くの遷移金属酸化物がエレクトロクロミック特性を有することが判明している。 酸化中の材料(W、Mo、V、Nb、Tiの酸化物など)や陽極の着色材料(Ir、Rh、Ni、Coなどの酸化物など) その中でも、WO3は陰極着色エレクトロクロミック材料の中で最も研究されているものである。

WO3膜のエレクトロクロミックメカニズムについては、Faughnanによって提案された原子価遷移理論、すなわち外部電界の作用により、膜の両側からWO3に電子と陽イオンが同時に注入され、W原子によって電子が捕獲される。 局在状態を形成すると、この領域に金属イオンM +が存在し、濃青色のタングステンブロンズ化合物MxWO3 "WがMxWO3中の異なる原子価状態に存在し、隣接する異なる原子価W間の電子遷移がWO3膜の発色をもたらす 変更:電気化学的プロセスは以下の通りである:

WO3(無色)+ xM ++ xe→MxWO3(紺色)

M +が一般にH +、Li +、Na +、Agなどである場合、0 < x < 1、例えばH +注入形態はHxWO3。

研究者らは、WO3のエレクトロクロミック効果を利用して、これを実用のために様々なエレクトロクロミックデバイスに適用した。 エレクトロクロミック素子は、広い範囲(4:1以上に対応)で光透過率を連続的に変化させることができ、手作業で調整することができ、駆動電圧が低く(1〜2V)、電源が簡単であるなど、 消費電力が節約され、ディスプレイに視野角制限がなく、記憶機能があり、記憶中に電力が消費されない。 これらの特性は、三酸化タングステンエレクトロクロミック材料が、光情報および記憶ディスプレイ、軍事迷彩、特別なスマートウインドウなどにおいて広範な適用見通しを有することを可能にする。 加えて、印加されたパルス電圧の作用下で、WO 3は無色と暗青色との間で可逆的に変化することができ、したがって光誘導スイッチとしても使用することができる。。