Itrija oksīhidrīda fotohromā efekta mehānisms un itrija oksīda plāno kārtiņu augšanas kinētika

Abstract

Neskatoties uz vairāk nekā desmit gadu pētījumiem un centieniem YHO komercializācijā, tostarp logu ražošanā, tā fotohromā efekta mehānisms joprojām nav skaidrs. Tas kavē progresu degradācijas novēršanā, fotohromās veiktspējas uzlabošanā, krāsas kontroles nodrošināšanā un materiāla pielietojumu izmantošanā. Šajā darbā pētījām YHO plānās kārtiņas, iegūtas ar elektronu staru un reaktīvo magnetronu izputināšanu, izmantojot XAS, elipsometriju, XRD, jonu staru instrumentus, RMC simulācijas un ab initio aprēķinus. Mēs atklājām, ka fotohromais efekts saistīts ar anjonu vakanču kinētiku un gaismas inducēto režģa relaksāciju. Mūsu atklājumi rāda, ka augšanas laikā Y-Y2O3 plānās kārtiņas piedzīvo metāla–izolatora pāreju, un ∼623 K temperatūrā veidojas YO un Y2O3, kas kļūst par pusvadītāju materiālu.

Despite years of research and commercialization efforts, including window production, the mechanism behind YHO’s photochromism remains unclear. This limits progress in improving stability, color control, and performance. We investigated YHO thin films grown by e-beam and reactive sputtering using XAS, ellipsometry, XRD, ion beam methods, RMC simulations, and ab initio calculations. Our results reveal that the photochromic mechanism is linked to anionic vacancy kinetics and light-induced lattice relaxation. Additionally, we observed a metal–insulator transition in Y-Y2O3 films as oxygen pressure rises, with a crystalline–amorphous–crystalline shift. At ~623 K in the amorphous range, YO with Y2+ forms alongside Y2O3, yielding a semi-transparent semiconductor.