Temperatur- og innstrålingsavhengige egenskaper hos fotokromatiske tynnfilmer av YHx:O

Oxygen-containing yttrium hydride (YHx:O) thin films exhibit photochromic behaviour, in which transparent films reversibly darken upon illumination by visible and ultraviolet radiation. This feature has motivated intense research, due to its potential application in ophthalmic lenses and smart windows. The commercialization of such applications requires a thorough understanding of the underlying reaction mechanisms, as well as how these are affected by ambient conditions. Through the work presented in this thesis, a reliable method was developed for the investigation of temperature- and irradiation-dependent changes in the photochromic effect of YHx:O. The investigations revealed that photodarkening and bleaching characteristics strongly depends on temperature and incident radiation intensity. While increasing the temperature will decrease the photodarkening rate and increase the bleaching rate, the opposite was observed when increasing the incident intensity. The results were quantified by the calculation of time constants, equilibrium transmittances and the activation energy. A possible explanation to the observed results was suggested by the classification of YHx:O as a photothermochromic material, in which transmission changes are driven by photoinduced electronic transitions and thermally induced atomic rearrangements.Oksygenholdige tynnfilmer av yttriumhydrid (YHx:O) er et fotokromatisk materiale, som undergår en reversibel formørkning når det bestråles med synlig og ultrafiolett lys. Mulige bruksområder som solbriller og smarte vinduer har motivert omfattende forskning de siste årene. Kommersialiseringen av slike produkter forutsetter en grundig forståelse av de bakenforliggende reaksjonsmekanismene, og hvordan disse påvirkes av omgivelsene. Formålet med denne oppgaven var blant annet å utvikle en pålitelig metode for studiet av temperatur- og innstrålingsavhengige endringer i den fotokromatiske effekten i YHx:O. Undersøkelsene viste at viktige egenskaper ved transmisjonsendringene er avhengige av temperatur og innstrålingsintensitet. En økning i temperaturen reduserte formørkningshastigheten og økte blekehastigheten merkbart, mens det motsatte ble observert ved en økning av innstrålingsintensitet. Resultatene ble kvantifisert ved beregning av tidskonstanter, likevektstransmittanser og aktiveringsenergi. Klassifiseringen av YHx:O som et fototermokromatisk materiale ble foreslått som en mulig forklaring på de observerte resultatene. Denne modellen innebærer at transmisjonsendringene drives av lysinduserte elektronoverganger og termisk induserte omorganiseringer av YHx:O-molekylene.Institute for Energy Technology (IFE)M-M