Календарь новостей

« Ноябрь 2024 »
Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
	1	2	3
4	5	6	7	8	9	10
11	12	13	14	15	16	17
18	19	20	21	22	23	24
25	26	27	28	29	30

«Умное» стекло из диоксида ванадия

Источник: phys.org

«Умное» стекло, которое по щелчку переключателя переходит из прозрачного в непрозрачное состояние, все чаще используется в автомобилях, самолетах и домах. Главная цель его применения — фильтрация инфракрасного (теплового) излучения. Масаки Накано и его коллеги из исследовательского центра RIKEN (Япония) использовали для создания «умного» стекла диоксид ванадия. Этот прозрачный материал может быть активирован для блокировки инфракрасного излучения, при этом видимый свет будет проходить сквозь него без препятствий. Диоксид ванадия — известный термохромный материал. Ниже температуры +30°С он является прозрачным, а при температуре выше + 60°С он блокирует инфракрасный свет. Этот переход связан с модификацией кристаллической структуры, которая также приводит к изменению электрической проводимости материала. Если при низких температурах диоксид ванадия является изолятором, то при высоких температурах он начинает проводить электрический ток.

Команде г-на Накано впервые удалось вызвать переключение состояния диоксида ванадия, используя не повышение температуры, а статическое напряжение. Исследователи разработали тип полевого транзистора, в котором напряжение на «затворе» терминала регулирует проводимость канала из диоксида ванадия, включенного между «истоком» и «стоком». В этом двухслойном электрическом устройстве вывод затвора находится не сверху канала, а рядом с ним. Это гарантирует, что вывод затвора не подвергается воздействию света, проходящего через диоксид ванадия. Канал и терминалы покрыты ионной жидкостью, содержащей положительно и отрицательно заряженные молекулы. Когда на систему подается напряжение, молекулы с положительным зарядом накапливаются в слое нанометровой толщины в верхней части канала, и создается очень высокое электрическое поле.

Поле вызывает фазовый переход в слое диоксида ванадия толщиной 50 нм. Материал из диэлектрика становится проводником, и в то же время начинает блокировать инфракрасное излучение. Изменение напряжения на затворе от 1 В до 3 В вызывает такое же изменение проводимости в пленке диоксида ванадия, как увеличение температуры от +30°С до +77°С. И хотя коэффициент пропускания инфракрасного света уменьшается примерно в 2 раза, видимый свет не блокируется. В устройстве практически нет рассеивания мощности, поэтому его энергопотребление очень низкое. В настоящее время исследователи пытаются увеличить контраст в пропускании инфракрасного света между включенным и выключенным положением транзистора. Также планируется продемонстрировать аналогичные показатели для устройств с большей площадью поверхности.

Подготовлено по материалам (источник): phys.org
Дата: 3 декабря 2013
Другие новости, которые читают вместе с этой: Созданы предпосылки для перехода от литий-ионных к натрий-ионным аккумулято ... Случайное открытие позволяет значительно увеличить электропроводность Отделение диоксида углерода в скважинах природного газа Полимер для точной доставки лекарственных препаратов Ученые научились "перетаскивать" свет, замедляя его до скорости звука Обычные оконные стекла могут стать домашней охранной системой