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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 9/2013

01.09.2013

Characteristics of CeOx–VO2 composite thin films synthesized by sol–gel process

verfasst von: Linwei Song, Wanxia Huang, Yubo Zhang, Danxia Li, Qiwu Shi, Shuping Zheng, Na Li, Yuanjie Xu

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 9/2013

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Abstract

Pure vanadium dioxide (VO2) and CeOx–VO2 (1.5 < x < 2) composite thin films were grown on muscovite substrate by inorganic sol–gel process using vanadium pentaoxide and cerium(III) nitrate hexahydrate powder as precursor. The crystalline structure, morphology and phase transition properties of the thin films were systematically investigated by X-ray diffraction, Raman, X-ray photoelectron spectroscopy, FE-SEM and optical transmission measurements. High quality of the VO2 and CeOx–VO2 composite films were obtained, in which the relative fractions of +4 valence state vanadium were above 70 % though the concentrations of cerium reached 9.77 at %. However, much of cerium compounds were formed at the edge of grains and the addition of cerium resulted in more clearly defined grain boundaries as shown in SEM images. Meanwhile, the composite films exhibited excellent phase transition properties and the infrared transmittance decreased from about 70 to 10 % at λ = 4 μm bellow and above the metal–insulator phase transition temperature. The metal–insulator phase transition temperatures were quite similar with about 66 °C of the pure VO2 and CeOx–VO2 composite thin films. But hysteresis widths increased with more addition of cerium, due to the limiting effect of grain boundaries on the propagation of the phase transition. Particularly, the CeOx–VO2 composite film with an addition of 7.82 at % Ce showed a largest hysteresis width with about 20.6 °C. In addition, the thermochromic performance of visible transmittance did not change obviously with more addition of cerium.

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Metadaten
Titel
Characteristics of CeOx–VO2 composite thin films synthesized by sol–gel process
verfasst von
Linwei Song
Wanxia Huang
Yubo Zhang
Danxia Li
Qiwu Shi
Shuping Zheng
Na Li
Yuanjie Xu
Publikationsdatum
01.09.2013
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 9/2013
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-013-1275-2

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