КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 22-22-00980
НазваниеЛегированный оксинитрид вольфрама – синтез, характеризация и исследование электрохромных свойств
Руководитель Тагиров Ленар Рафгатович, Доктор физико-математических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук» , Республика Татарстан (Татарстан)
Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-203 - Поверхность и тонкие пленки
Ключевые слова Электрохромизм, электрохромные материалы, оксид вольфрама, оксинитрид вольфрама, легирование ионами металлов, электрохромные устройства
Код ГРНТИ29.19.17
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Впервые предлагается детально исследовать тонкопленочные электрохромные материалы на основе оксинитрида вольфрама – катодного электрохромного материала, меняющего оптическую плотность и спектр пропускания в зависимости от приложенного к нему напряжения. Фундаментальной задачей и целью проекта является выяснение роли валентных состояний ингредиентов материала, включающих основной, вольфрам, и ионы легирующих металлов, а также роль азота не только как модулятора электронной проводимости катодного материала, но и его возможной роли как образующего плазмонные наночастицы нитрида вольфрама в матрице оксида вольфрама, как это имеет место в оксинитриде титана. Тогда функциональность катодного электрохромного материала будет также определяться дополнительным плазмонным поглощением солнечного излучения. В прикладном плане, легированный оксинитрид вольфрама предлагает широкий диапазон изменения пропускания света, быстрое переключение из просветленного в затемненное состояние и обратно, и, что немаловажно, уменьшенную интенсивность цветовой окраской затемняющегося состояния.
Для достижения поставленной цели, в проекте планируется провести эксперименты по синтезу образцов оксинитридного катодного материала с его легированием ионами трех- и/или пятивалентных металлов и изменяющейся степенью нитрования при осаждении пленки. Для синтеза электрохромного катодного материала будет применяться техника магнетронного ко-распыления из разных источников в атмосфере реактивных газов, кислорода и азота. Для характеризации полученных образцов будут использованы следующие методы: морфология и элементный состав – сканирующая электронная микроскопия с энергодисперсионным рентгеновским спектрометром; кристалличность – дифракция рентгеновских лучей; валентные состояния входящих в состав ионов – рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия; электронная проводимость – измерения сопротивления по Ван дер Пау; спектры пропускания и отражения и спектроскопическая эллипсометрия в диапазоне длин волн 250-2500 нм. Изменение валентных состояний ключевых ионов при литировании (алюминировании) будет контролироваться электрохимическими методами.
В результате проведенных исследований будут получены новые инструментальные данные о влияние легирования ионами металлов и азотирования на механизмы плазмонного и поляронного поглощения света. С прикладной точки зрения, будет исследовано влияние структурных характеристик мезопористого электрода и его легирования металлами и азотом на оптические спектральные свойства, длительность переходных процессов и циклическую стабильность электрохромного устройства. Есть предпосылки для утверждения, что электрохромные стекла с однокомпонентными электродами из оксинитрида вольфрама, легированного ионами металлов, будут обладать улучшенными оптическими, эксплуатационными и технологическими свойствами. Это будет способствовать продвижению технологии электрохромного стекла в архитектурный дизайн, интерьерный дизайн, автомобилестроение и производство дисплеев.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1. Маликов И.Ф., Лядов Н.М., Салахов М.Х., Тагиров Л.Р. Reactive Magnetron Synthesis and Investigation of Morphology, Valence Composition, and Optical Properties of Tungsten Oxynitride Thin Films Micro(MDPI) (год публикации - 2023)
2. Маликов И.Ф., Лядов Н.М., Тагиров Л.Р. Комбинированный реактивный магнетронный синтез и исследование морфологии, элементного и валентного состава, и оптических свойств оксида вольфрама, легированного молибденом III Международная конференция “Газоразрядная плазма и синтез наноструктур”, Казань 1-4 декабря 2022. Сборник трудов, Издательство “Бук”, с. 218-220 (год публикации - 2022)
3. Маликов И.Ф., Лядов Н.М., Тагиров Л.Р. Реактивный магнетронный синтез и исследование морфологии, валентного состава и оптических свойств оксинитрида вольфрама III Международная конференция “Газоразрядная плазма и синтез наноструктур”, Казань 1-4 декабря 2022. Сборник трудов, Издательство “Бук”, с. 215-217 (год публикации - 2022)
Публикации
1. Маликов И.Ф., Лядов Н.М., Салахов М. Х., Тагиров Л. Р. РЕАКТИВНЫЙ МАГНЕТРОННЫЙ СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТОНКОПЛЕНОЧНОГО ОКСИДА ВОЛЬФРАМА, ЛЕГИРОВАННОГО МОЛИБДЕНОМ Журнал технической физики (год публикации - 2024)
2.
Маликов И.Ф., Лядов Н.М., Салахов М. Х., Тагиров Л. Р.
Anion Doping of Tungsten Oxide with Nitrogen: Reactive Magnetron Synthesis, Crystal Structure, Valence Composition, and Optical Properties
Preprints.org, MDPI, CH-4020 Basel Switzerland, doi: 10.20944/preprints202311.1755.v1 (год публикации - 2023)
10.20944/preprints202311.1755.v1
3. Маликов И.Ф., Лядов Н.М., Салахов М. Х., Тагиров Л. Р. Anion Doping of Tungsten Oxide with Nitrogen: Reactive Magnetron Synthesis, Crystal Structure, Valence Composition, and Optical Properties Crystals (MDPI) (год публикации - 2024)
4. Маликов И., Чугунов В., Ермаков М., Мещеряков В., Лядов Н., Нуртдинова Л., Салахов М., Тагиров Л. СТРУКТУРА И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВ ТОНКОПЛЕНОЧНОГО ОКСИДА ВОЛЬФРАМА, СИНТЕЗИРОВАННОГО В УСЛОВИЯХ ДЕФИЦИТА КИСЛОРОДА ПОЛИТЕХ ПРЕСС СПб, Тезисы докладов международной конференции «ФизикА.СПб». - 23-27 октября, Санкт-Петербург, 2023. – С. 149-150. (год публикации - 2023)
5.
Маликов И., Чугунов В., Ермаков М., Мещеряков В., Лядов Н., Нуртдинова Л., Салахов М., Тагиров Л.
СТРУКТУРА, ВАЛЕНТНЫЕ СОСТОЯНИЯ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТОНКОПЛЕНОЧНОГО ОКСИДА ВОЛЬФРАМА, СИНТЕЗИРОВАННОГО В УСЛОВИЯХ БЛИЗОСТИ ГРАНИЦЫ ПЕРЕХОДА МЕТАЛЛ - ИЗОЛЯТОР
Российская академия наук, Физика конденсированных состояний: сб. тезисов III Международной конференции (29 мая – 2 июня 2023 г. Черноголовка). – Черноголовка: ИФТТ РАН, 2023. – С. 63 (год публикации - 2023)
10.26201/ISSP.2023/FKS-3.60