[发明专利]基于VO2

说明书

基于VO₂薄膜的热致变色智能热控器件的制备方法，它属于智能材料微纳结构器件制备领域。本发明要解决现有VO₂薄膜高温的反射较高，导致基于VO₂的智能热控器件的高温发射率较低的问题。基于VO₂薄膜的热致变色智能热控器件自下而上依次由高反射金属基底层、微纳结构VO₂层和保护层组成；或基于VO₂薄膜的热致变色智能热控器件自下而上依次由半导体基底层、红外高反射层、微纳结构VO₂层和保护层组成。制备方法：一、清洗基片；二、VO₂薄膜制备；三、微纳结构加工；四、保护层沉积。本发明用于基于VO₂薄膜的热致变色智能热控器件及其制备。

技术领域

本发明属于智能材料微纳结构器件制备领域。

背景技术

VO₂是一种热致变色材料，在温度变化时其光学性能能够发生明显变化，具体表现为：低温度时，VO₂薄膜在红外波段高透过；高温时，红外光被VO₂薄膜反射。VO₂这种独特的光学性能非常适合用于温度自适应的智能材料。将VO₂薄膜沉积在红外波段高反射的基底上，低温时透过VO₂薄膜的红外波段的光被基底反射，由基底和VO₂薄膜组成的器件此时整体红外波段高反射，呈低发射率；高温时，VO₂薄膜红外高反射，红外光不能透过VO₂薄膜，由于VO₂薄膜的反射低于高反射的基底，器件整体上发射率变大，从而实现低温低发射，高温高发射的特征，非常适合做智能热控。然而，由于VO₂薄膜高温的反射较高，导致基于VO₂的智能热控器件的高温发射率较低，发射率变化值仅为0.3，严重制约其在热控领域应用。

发明内容

本发明要解决现有VO₂薄膜高温的反射较高，导致基于VO₂的智能热控器件的高温发射率较低的问题，而提供基于VO₂薄膜的热致变色智能热控器件及其制备方法。

本发明基于VO₂薄膜的热致变色智能热控器件自下而上依次由高反射金属基底层、微纳结构VO₂层和保护层组成；

所述的微纳结构VO₂层由多个微纳结构单元组成，且所述的多个微纳结构单元均布设置于高反射金属基底层上层表面；所述的微纳结构单元形状为圆锥形、圆柱形或长方体；当所述的微纳结构单元形状为圆锥形时，圆锥形底面直径为100nm～1000nm，高度为20nm～1000nm，圆锥角为10°～120°，且相邻微纳结构单元紧密排列；当所述的微纳结构单元形状为圆柱形时，圆柱形直径为100nm～1000nm，高度为20nm～1000nm，且多个微纳结构单元底面积占高反射金属基底层上层表面积的10％～90％；当所述的微纳结构单元形状为长方体时，长方体底面为正方形，且正方形边长为100nm～1000nm，高度为 20nm～1000nm，且多个微纳结构单元底面积占高反射金属基底层上层表面积的10％～90％。

基于VO₂薄膜的热致变色智能热控器件的制备方法是按以下步骤进行的：

一、清洗基片：

采用电抛光对高反射金属基底层表面抛光，直至抛光后的高反射金属基底层在2.5微米～25微米的红外波段反射率达到0.7以上，得到预处理后的金属基底层；

二、VO₂薄膜制备：