Kromogena material
Arbetet med kromogena material
Avdelningen för fasta tillståndets fysik är välkänd för sitt arbete med kromogena material, i synnerhet elektrokromi, som Claes Göran Granqvist och Gunnar A. Niklasson forskade om under många år [1-4]. Arbetet med termokromi [5] har lett till myntandet av det nya delområdet nanotermokromi [6], som Österlunds grupp har utvidgat till det växande området nanokromi och multikromi, för att även inkludera nytt banbrytande arbete med fotokromi [7-11]. Fotokroma oxyhydrider av sällsynta jordartsmetaller är positiva fotokroma material av T-typ som mörknar vid belysning med blått eller UV-ljus (fig. 2), där transmittansen för en YHO-film före och efter belysning presenteras som en funktion av våglängden. Förändringen av de optiska egenskaperna är reversibel. Sådana fotokroma material kan tillverkas enligt ovan, från en YH2-tunnfilmsprekursor och utan avsiktlig uppvärmning av substratet, vilket möjliggör tillverkning på flexibla substrat.
Arbetet med elektrokroma material har gett upphov till företaget Chromogenics AB, som idag tillverkar elektrokroma folier i rull-till-rulle-processer. UU-gruppen har ett nära samarbete med Chromogenics i flera FoU-projekt och använder den sputteranläggning för rull-till-rulle-processer som finns hos Chromogenics.
Transmittans i tillstånden klar (ej belyst) och mörk (under belysning) motsvarande en YHO-film (1 mm tjock). Anpassad från referens 18.
Referenser
14] Editor’s Suggestion, Physics, American Physical Society (2020), Synopsis: “Breathing” Explains Light-Induced Darkening. Online: https://physics.aps.org/articles/v13/s22.
[15] M. A. Arvizu et al., Electrochromic WO3 thin films attain unprecedented durability by potentiostatic pretreatment. Journal of Materials Chemistry A, 7(6), 2908-2918 (2019).
[16] J. Montero, F.A. Martinsen, M. Lelis, S.Z. Karazhanov, B.C. Hauback, E.S. Marstein, Preparation of yttrium hydride-based photochromic films by reactive magnetron sputtering, Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 177 (2018) 106–109.
[17] E.M. Baba, J. Montero (corr.), E. Strugovshchikov, E.Ö. Zayim, E.Z. Karazhanov, Light-induced breathing in photochromic yttrium oxy-hydrides, Phys. Rev. Mater. 4 (2019) 25201.
[18] J. Montero, S.Z. Karazhanov, Spectroscopic Ellipsometry and Microstructure Characterization of Photochromic Oxygen-Containing Yttrium Hydride Thin Films, Phys. Status Solidi Appl. Mater. Sci. 1701039 (2018) 1–7.
[19] Wen, R. T., Granqvist, C. G., & Niklasson, G. A. (2015). Eliminating degradation and uncovering ion-trapping dynamics in electrochromic WO3 thin films. Nat. Mater., 14(10), 996-1001.
[20] G.B. Smith, C.G. Granqvist, Green Nanotechnology, CRC Press, Boca Raton, FL (2011).
[21] C.-G. Granqvist, A. Azens, P. Heszler, L. B. Kish, and L. Österlund, New Nanomaterials for Energy Efficient Buildings: Electrochromics for “Smart Windows”, Sensors for Air Quality, and Photo-Catalysts for Air Cleaning., In: Nanomaterials New Research Developments, Eds: E. I. Pertsov, Nova Science Publ (2008). ISBN: 978-1-61668-072-5. diva2:318914.
[22] Li, S. Y., Niklasson, G. A., & Granqvist, C. G. (2012). Thermochromic fenestration with VO2-based materials: Three challenges and how they can be met. Thin Solid Films, 520(10), 3823-3828.
[23] Li, S. Y., Niklasson, G. A., & Granqvist, C. G. (2010). Nanothermochromics: calculations for VO2 nanoparticles in dielectric hosts show much improved luminous transmittance and solar energy transmittance modulation. J. Appl. Phys., 108(6), 063525.