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【24h】

Tunable near-infrared and visible-light transmittance in nanocrystal-in-glass composites

机译：玻璃纳米晶体复合材料中可调的近红外和可见光透射率

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Amorphous metal oxides are useful in optical~(1,2), electronic~(3-5) and electrochemical devices~(6,7). The bonding arrangement within these glasses largely determines their properties, yet it remains a challenge to manipulate their structures in a controlled manner. Recently, we developed synthetic protocols for incorporating nanocrystals that are covalently bonded into amorphous materials~(8,9). This 'nanocrystal-in-glass' approach not only combines two functional components in one material, but also the covalent link enables us to manipulate the glass structure to change its properties. Here we illustrate the power of this approach by introducing tin-doped indium oxide nanocrystals into niobium oxide glass (NbO_x), and realize a new amorphous structure as a consequence of linking it to the nanocrystals. The resulting material demonstrates a previously unrealized optical switching behaviour that will enable the dynamic control of solar radiation transmittance through windows. These transparent films can block near-infrared and visible light selectively and independently by varying the applied electrochemical voltage over a range of 2.5 volts. We also show that the reconstructed NbO_x glass has superior properties-its optical contrast is enhanced fivefold and it has excellent electrochemical stability, with 96 per cent of charge capacity retained after 2,000 cycles.
机译：非晶态金属氧化物可用于光学（1,2），电子（3-5）和电化学装置（6,7）。这些玻璃中的粘合布置在很大程度上决定了它们的性能，但是以受控方式操纵其结构仍然是一个挑战。最近，我们开发了用于将共价键合到非晶材料中的纳米晶体合成的合成方案〜（8,9）。这种“玻璃中的纳米晶体”方法不仅将两种功能成分结合在一种材料中，而且共价键使我们能够操纵玻璃结构以改变其性能。在这里，我们通过将掺锡的氧化铟纳米晶体引入到氧化铌玻璃（NbO_x）中来说明此方法的功能，并通过将其连接到纳米晶体实现新的非晶结构。所得材料证明了以前未实现的光学开关性能，将能够动态控制透过窗户的太阳辐射透射率。通过在2.5伏特的范围内改变施加的电化学电压，这些透明膜可以有选择地且独立地阻挡近红外和可见光。我们还表明，重建的NbO_x玻璃具有优异的性能-光学对比度提高了五倍，并且具有出色的电化学稳定性，在2,000次循环后保留了96％的充电容量。

著录项

  • 来源
    《Nature》 |2013年第7462期|323-326|共4页
  • 作者

    Anna Hordes; Guillermo Garcia; Jaume Gazquez; Delia J. Milliron;

  • 作者单位

    The Molecular Foundry, Lawrence Berkeley National Laboratory, 1 Cyclotron Road, Berkeley, California 94720, USA;

    The Molecular Foundry, Lawrence Berkeley National Laboratory, 1 Cyclotron Road, Berkeley, California 94720, USA;

    lnstitut de Ciencia de Materials de Barcelona, ICMAB-CSIC, Campusde la UAB, 08193 Bellaterra, Catalonia, Spain;

    The Molecular Foundry, Lawrence Berkeley National Laboratory, 1 Cyclotron Road, Berkeley, California 94720, USA;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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