光学中的一道光环--电致变色
摘要
随着现代化进程的高速发展，技术革新在各个领域如雨后春笋般出现。备受瞩目的就是：电致发光、电致发光、太阳能等技术在世界各国勃勃兴起。它的革新除了本行业的进步，也为其它的领域的发展提供了一个重要的契机。近些年电致发光是一项研究很热门的一个领域。电致变色的材料有很多种，可以在材料类型上进行分类，如无机变色材料，有机变色材料。不同的材料在不同的条件下，所表现出来的功能有很大的差异，同时变色材料在一定程度上都有各自的缺陷，我们需要进行更深入的对其探讨、研究，以便做出出色的成果。
本文在参阅国内外对变色材料的研究的文献基础上，对电致变色这一现象进行深入的探讨。了解电致变色的工作机理，材料组成，以及不同材料的优缺点，以便以后对电致变色的研究打下良好的基础。太多
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绪论
随着电致变色技术在汽车、建筑、印刷等大领域的广泛应用，我国电致变
色技术研究出现了一个空前的热潮，石墨烯纳米材料、透明电极、导电聚合物等高科技产品和物质不断被开发出来。许多的专家对变色材料进行深入的研究，并使许多的材料投入使用，起到巨大的经济效益。而现实中，变色材料体现出他特有的性能，得到广大消费者的青睐。为消费者提供便利的同时，促进了变色材料的新革命。
1电致变色的介绍
1.1电致变色的概念
电致变色(Electrochromism, EC)是指材料在紫外、可见光或(和)近红外区域的光学属性(透射率、反射率或吸收率)在外加电场作用下产生稳定的可逆变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。具有电致变色性能的材料称为电致变色材料。用电致变色材料做成的器件称为电致变色器件。 1.2 电致变色的工作原理
电致变色材料在外加电场作用下发生电化学氧化还原反应，得失电子，使材料的颜色发生变化。器件结构从上到下分别为：玻璃或透明基底材料、透明导电层（如：ITO）、电致变色层、电解质层、离子存储层、透明导电层（如：ITO）、玻璃或透明基底材料器件工作时，在两个透明导电层之间加上一定的电压，电致变色层材料在电压作用下发生氧化还原反应，颜色发生变化；而电解质层则由特殊的导电材料组成，如包含有高氯酸锂、高氯酸纳等的溶液或固体电解质材料；离子存储层在电致变色材料发生氧化还原反应时起到储存相应的反离子，保持整个体系电荷平衡的作用，离子存储层也可以为一种与前面一层电致变色材料变色性能相反的电致变色材料，这样可以起到颜色叠加或互补的作用。如：电致变色层材料采用的是阳极氧化变色材料，则离子存储层可采用阴极还原变色材料。
图1 ? 图在两个段落中间，不要加在一段话的中间，要有说明
1.3 电致变色的几个著名模型 1.1Deb模型
Deb模型又称色心模型，1973年Deb通过对真空蒸发形成的无定形WO3研究提出无定形WO3具有类似于金属卤化物的离子晶体结构，能形成正电性氧空位缺陷，阴极注进的电子被氧空位捕捉而形成F色心（在碱卤晶体上的两个电极施加电压并加热到约700℃，观察到光吸收，从点状负电极注进的电子陷进阴离子空位，根据电中性和电流连续性要求，正电极四周的阴离子空位将向阴极运动，即有阴离子向正电极的净运输，在正电极放出卤。假如外电压极性倒转，则伴随着碱金属在负电极的释出而产生空穴中心，光吸收消失），捕捉的电子不稳定，很轻易吸收可见光光子而被激发到导带，使WO3膜呈现出颜色。这一模型解释了着色态WO3膜在氧气中高温加热退色后，电致变色能力消失的现象，是最早提出的模型，但Faughnan以为在氧缺位量很大时的WO3-y膜（y=0.5）中难以产生大量色心。
2.Faughnan模型
Faughnan模型又称双重注进/抽出模型、价内迁移模型。Faughnan等提出无定形WO3变色机理可用下式表示： xM++xe-+WO3=MxWO3
式中：M表示H+、Li+等。加电场时，电子e―和阳离子M+同时注进WO3膜原子晶格间的缺陷位置，形成钨青铜(MxWO3),呈现蓝色。反方向加电场，电致变色层中电子e―和阳离子M+同时脱离，蓝色消失。在钨青铜中，电子在不同晶格位置A和B之间的转移可表示为：
hγ+W5+(A)+W6+(B)=W6+(A)+W5+(B) 2.3Schirmer模型
3Schirmer模型又称极化子模型。电子注进晶体后与四周晶格相互作用而被域化在某个晶格位置，形成小极化子，破坏了平衡位形。小极化子在不同晶格位置跃迁时需要吸收光子。这种光吸收导致的极化子的跃变被称为Franck-Condon跃变。在跃变过程中，电子跃变能量全部转化为光子发射的能量。所产生的光吸收可表示为：
a=Ahωexp{(hω―ε―4U)/8Uhω}
式中：hω是散射光子的能量;ε是初态与终态能级的能量差，U是活化能。小极