Abstract
The electrochromic properties of vacuum deposited V$_2$O$_{5}$ thin films as a function of crystallinity and film thickness have been systematically investigated. The as-deposited films have slightly yellow appearance. V$_2$O$_{5}$ films deposited at higher substrate temperature(>14$0^{\circ}C$) are found to be crystalline while those deposited at low substrate temperature are amorphous. The optical modulation on lithium ion injection indicates that V$_2$O$_{5}$ films exhibit anodic coloration in the 300~500 nm wavelength range and cathodic coloration in the 500~1100nm wavelength range independent of crystallinity and film thickness. The optical band gap energy of crystalline and amorphous Li$_{x}$ VV$_2$O$_{5}$ films shifts to higher energies by 0.17 eV and 0.75 eV, respectively, with increasing lithium ion injection up to x=0.6. The coloration efficiency of amorphous Li$_{x}$ V$_2$O$_{5}$ exhibits very little dependence on film thickness and lithium ion injection amounts in the near-infrared while it increases significantly with increasing film thickness and decreasing lithium ion injection amounts in the blue and near-UV due to the shift in absorption edge below around 500nm. However, the coloration efficiency of crystalline Li$_{x}$ V$_2$O$_{5}$is relatively independent of film thickness and lithium ion injection in the 300~1100 nm wavelength range.
진공증착법으로 제작한 V$_2$O$_{5}$ 박막의 두께 및 결정성에 따른 전기변색 특성을 체계적으로 조사하였다. 증착된 박막은 노란색을 띄고 있었으며 14$0^{\circ}C$ 보다 높은 기판온도에서 증착된 V$_2$O$_{5}$ 박막은 결정질로 낮은 기판온도에서 증착된 박막들은 비정질로 밝혀졌다. 리튬 이온 주입에 따른 V$_2$O$_{5}$ 박막의 광 변조 특성 결과 V$_2$O$_{5}$ 박막의 두께와 결정성에 관계없이 300~500nm 파장영역에서는 산화발색이 500~1100nm 파장영역에서는 환원 발색이 나타났다. 비정질과 결정질 Li$_{x}$ V$_2$O$_{5}$ 박막의 optical band gap 에너지는 리튬 이온 주입양이 증가함에 따라 (x=0.0~0.6) 각각 0.75 [eV], 0.17 [eV]씩 높은 에너지쪽으로 이동하였다. 비정질 Li$_{x}$ V$_2$O$_{5}$ 박막의 coloration efficiency는 근적외선 영역에서는 리튬 이온 주입과 박막두께에 따라 거의 변화가 없었으나 blue와 near-UV 영역에서는 absorption edge가 500nm 파장근처에서 높은 에너지 부근으로 이동됨으로 인하여, 박막두께가 증가하고 리튬 이온주입양이 감소할수록 coloration efficiency가 상당히 증가하는 것으로 나타났다. 그러나 결정질 Li$_{x}$ V$_2$O$_{5}$ 박막의 경우 coloration efficiency는 전파장영역에서 리튬 이온 주입양과 박막두께에 거의 영향을 받지 않는 것으로 밝혀졌다.
