智能窗户是氧化钨薄膜最有远景的使用之一。图片来自：日本东京科学大学/Joel Filipe

  电致变色资料是可持续发展和节能的要害“绿色”技能之一，现已引起了学术界和工业界的爱好。氧化钨是现在研讨最广泛的电子资料之一，大范围的使用于当今的“智能窗户”。一种盛行的电化学办法是将小离子可逆刺进电极资猜中。因而，氧化钨薄膜能通过在低电压偏压下调整锂离子的刺进，使其色彩由通明变为深蓝色。

  但是，锂离子刺进并不总是可逆的。通过几个循环后，这些离子在薄膜中集合并腐蚀电致变色作用。这反过来又会影响光学调制和长时间耐用性。

  在《使用外表科学》最近宣布的一项研讨中，来自日本东京科学大学和日本国家资料科学研讨所的科学家们，协作定量点评刺进锂离子的氧化钨薄膜的不可逆性。领导这项研讨的东京科学大学副教授Tohru Higuchi表明：“首要，不可逆的Li2WO4构成与不可逆的锂离子抓获是否不同?第二，这些不可逆的成分能共存吗?惯例办法无法区别这两种不可逆成分。因而，我们进行了定量研讨，为这样一些问题供给了牢靠的答案。”

  研讨人员规划了一种结合原位硬x射线光电子能谱（HAXPES）和电化学丈量的定量点评办法。HAXPES用于研讨埋藏界面，而电化学测验用于检测腐蚀和抗老化功能。锂离子的刺进导致氧化复原反响，使钨离子的氧化态由W6+变为W5+。根据这一改变，HAXPES能够点评“可逆锂离子”和“不可逆锂离子抓获”。但是，用HAXPES点评“不可逆的Li2WO4构成”具有挑战性。

  该研讨的合著者、日本国家资料科学研讨所的Takashi Tsuchiya解说了原因:“Li2WO4中的W离子具有安稳的氧化态，由于它们以W6+方式存在。因而，HAXPES无法点评Li2WO4构成的不可逆性。相反，电化学丈量能够区别。”

  为了进行电化学丈量，研讨人员在锂离子导电玻璃陶瓷（LICGC）平面上构建了一个根据LixWO3的氧化复原晶体管。他们还构建了一个电化学电池，以氧化钨薄膜为半导体，LICGC衬底为电解质进行HAXPES丈量。此外，他们还使用原位拉曼光谱来点评钨离子刺进对LixWO3结构的影响。他们成功地确认了钨离子刺进引起的结晶度的添加。核算得到的不可逆钨离子、不可逆Li2WO4构成和不可逆钨离子抓获的占比分别是41.4%、50.9%和7.7%。