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산화텅스텐기초 빛 변색 물질

전문가 제언: ○ 지난 수십 년 동안 산화텅스텐은 큰 관심이 되어왔고 전기변색, 빛-변색현상, 가스감지, 광촉매, 빛-발광 등 특성들 때문에 광범위하게 연구되었고, 따라서 스마트한 창, 비-방사 디스플레이, 정보저장 매체, 광신호 과정, 광촉매작용, 광결정, 센서 등 다양한 응용이 유망하다. 여기서는 이들 중의 빛 변색현상의 최근 발전을 소개했다.

○ 산화텅스텐은 띠 간격(bandgap)의 광-조사에 의해, 전자-구멍 쌍들이 생성되고 그들의 거동에 의하여, 산화텅스텐의 빛 흡수는 변할 수 있기 때문에 투명에서 파랑으로 되고, 공업용 산화텅스텐은 노랑에서 초록으로 변색된다. 지금까지 보고되었던 빛-변색 산화물 필름의 대부분은 비결정 상태이며 결정과는 다르게 그 구조는 일반적으로 결함을 가지며 오직 어떤 단거리 질서를 나타낸다.

○ 주위의 대기에 산화제와 양성자주개의 존재는 빛-변색 거동에 영향을 미치는데, 전자는 광조사 도중에 빛-변색 성능을 저하시키고 착색 뒤에 그 착색된 상태를 표백할 수 있으며 후자는 보통 빛-변색 성능을 증강시킨다. 나노결정성 필름과 단결정에 관한 연구는 그것의 빛-변색현상에 대한 산화텅스텐의 결함들의 결정적 중요성을 나타냈다.

○ 반도체의 에너지-띠 공학에 기초하여, 빛-변색현상의 증강은 음극편극 화에 의한 UV로부터 가시광선까지 광-응답의 연장, 귀금속 또는 또 다른 금속-산화물 반도체로 변형을 통해 착색 전후에 흡수의 개선된 변화 및 유기아민과 혼성화를 거쳐 증가된 빛-변색 가역성을 성취했다.

○ 비결정성 물질은 약 1∼5nm의 나노복합체로 간주될 수 있으며 그 비결정성 산화텅스텐은 산소양이온 빈자리 결함의 포함에 따라 W+가 증가되어 전자와 구멍 쌍의 재결합을 억제하고 그들의 제어메커니즘에 따라 빛-변색성이 조절된다. 샘플의 제조기법과 제조 전후의 처리로 간격, 조성 및 마이크로구조에 따라 다른 빛 변색물질을 얻을 수 있다. 산화텅스텐의 빛-변색 조절메커니즘의 정확한 규명은 그 물질의 착색과 탈색 및 변색의 실용성을 넘어 다른 물성과 다른 무기와 유기 혼성체들에도 적용될 수 있다는 점에서 그 연구개발의 중요성이 강조된다.

저자: He, T; Yao, JN; AF He, Tao; Yao, Jiannian
자료유형: 학술정보