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射頻反應濺鍍沉積可撓式電致色變元件電致色變薄膜氧化鎳與氧化鎳釩於光學、電化學及電致色變性質之研究

為了解決磁吸式太陽眼鏡缺點的問題，作者陳柏文 這樣論述：

隨著能源危機的來臨，地球暖化現象日趨嚴重，世界各國無不爭相投入於新能源開發新能源材料及尋求有效節能之方法，其中電致變色薄膜材料便是目前相當受到矚目的材料之一，且在市場的拉力及技術的推力之下，朝輕薄化、輕量化及可撓曲使用更是極具研發性，而塑膠導電基材具有輕、薄、耐衝擊及可撓曲等優勢，故本研究以此為目標。著眼於可撓式電致色變薄膜的研究。 氧化鎳(nickel oxide, NiOx)、氧化鎳釩(nickel vanadium oxide, NiVxOy)本身在作為電致色變(electrochromism)之主要變色層(primary electrochrome)時，對比度高，材料本身也較低廉且

易取得；另一方面，它又具備了作為次要變色層(secondary electrochrome)的能力，與目前實際應用程度最高的氧化鎢(tungsten oxide, WO3)，組成電致色變裝置，為一極佳選擇。製備電致色變材料之方法很多，舉凡工業上製備金屬鍍層的製程皆可使用，但要達商業化大規模且低成本生產，卻是電致色變材料蓬勃利用的關鍵。 本論文研究是使用以射頻磁控濺鍍技術製備可撓式電致色變元件PET/ITO/NiOx及PET/ITO/NiOxOy， 探討其光學性質、電化學性質、電致色變特性為將來元件的製備做準備。此電漿濺鍍之操作參數為氧氣流量的變化、濺鍍功率大小製備。薄膜光學特性量測使用紫外－

可見光穿透光譜及利用包絡法計算薄膜的折射率（Refractive index）、薄膜厚度（Thickness）、吸收係數（Absorption index）及消散係數（Extinction coefficient）。此外，也利用吸收係數計算出各氧氣流量製備下薄膜的光學能隙（Band gap）並與 R & T 法求出之能隙做比對。製備的薄膜分別以包落法及冷場發射掃描式電子顯微鏡( Field Emission Scanning Electron Microscope,FESEM) 分析薄膜厚度在以FE-SEM分析薄膜表面形貌，XRD、X射線光電子能譜儀 (X-ray Photoelectron

Spectroscope, XPS )分析表面化學元素與組成，再利用循環伏安儀與紫外可見光光譜儀測試薄膜的電致色變特性、光學性質， 進而計算出薄膜的光學密度變化、變色效率與離子遷出/遷入的x值。 本實驗最佳的參數是以濺鍍功率100W，薄膜厚度300nm，Ar為1sccm，O2為0.3sccm有最佳穿透率變化，在波長550nm時，其值為70%，變色效率為90cm2/C，離子植入x值為0.51，離子遷出x值為0.5。