Eletrocromismo e transporte iônico em eletrodos de filmes finos de óxidos de W, Mo e V e de seus óxidos binários

Este trabalho teve como objetivo realizar um estudo das propriedades eletrocrômicas e de intercalação iônicas (Li+) em eletrodos de filmes finos de óxidos de W, Mo, V e de suas misturas binárias na composição nominal 50/50, observando possíveis efeitos de sinergia das propriedades dos óxidos monometálicos nos óxidos mistos. Os filmes foram depositados por sputtering reativo e por evaporação por feixe eletrônico, e estudados na forma como-depositada e após tratamentos térmicos a 200 e 500 ºC em atmosfera de argônio. Antes das caracterizações do efeito eletrocrômico e do fenômeno de intercalação foram realizadas medidas de espectroscopia óptica e difração de raios X, que identificaram como óxidos amorfizados os filmes como-depositados e tratados a 200 ºC e como policristalinos os filmes tratados 500 ºC. O eletrocromismo foi analisado pelos resultados de medidas da eficiência eletrocrômica espectral (350 a 900 nm) e em 632,8 nm, pelo tempo de resposta e contraste óptico em 632,8 nm (transmitâncias máximas e mínimas). O fenômeno de intercalação foi caracterizado por medidas da capacidade de carga, do coeficiente de difusão e da energia livre de Gibbs. Verificou-se que os tratamentos térmicos exercem grande influência nas propriedades eletrocrômicas e de transporte iônico dos filmes. Verificou-se também que as propriedades eletrocrômicas e de intercalação nos óxidos mistos são diferentes das dos óxidos monometálicos que os compõem, com claro efeito de sinergia destas propriedades, particularmente no eletrocromismo da mistura W-V. Os coeficientes de difusão dos íons Li+, medidos pelas técnicas GITT e PITT, apresentaram valores médios entre 10-10 e 10-12 cm2/s nos filmes depositados por sputtering e valores mais dispersos para os filmes evaporados por feixe eletrônico. Nos óxidos contendo V verificou-se um aumento no coeficiente de difusão nos filmes policristalinos, comparado aos correspondentes filmes amorfos.This work aimed at studying electrochromic and ionic intercalation (Li+) properties in electrodes of thin films of W, Mo and V oxides as well as of their binary mixtures in 50/50 nominal composition, observing possible synergy effects of monometallic oxides properties in mixed oxides. The films were deposited both by reactive sputtering and electron beam evaporation and studied in the as-deposited form as well as after thermal treatment at 200 and 500ºC under argonium atmosphere. Besides the characterization of the electrochromic effect and intercalation phenomenon, optical spectroscopy and X-ray diffraction measurements were conducted, which identified as amorphous oxides the as-deposited films and the ones treated at 200 ºC, and as polycrystalline the films treated at 500 ºC. Electrochromism was analyzed by means of spectral electrochromic efficiency measurements (350 a 900 nm) and at 632.8 nm, and by response time and optical contrast in 632.8 nm (maximum and minimum transmittance). The intercalation phenomenon was characterized by measurements of charge capacity, diffusion coefficient and Gibbs free energy. It was verified that thermal treatments exert high influence on the electrochromic and ionic transport properties of the films. It was also verified that the electrochromic and intercalation properties in mixed oxides are different from the ones in monometallic oxides that consist them, with clear synergy effect of such properties, particularly in the W-V mixture electrochromism. The diffusion coefficients of Li+ ions, measured by GITT and PITT techniques, presented average values between 10-10 and 10-12 cm2/s in the films deposited by sputtering and more disperse values for films evaporated by electron beam. In oxides containing V, it was verified an increase in the diffusion coefficients in polycrystalline films, in comparison with the correspondent amorphous films