Design a reaktivní magnetronové naprašování termochromických povlaků

Termochromické povlaky založené na dioxidu vanadu ukazují velký potenciál v různých oblastech, včetně chytrých energii šetřících oken s teplotně závislou transmitancí v infračervené oblasti při zachování transmitance ve viditelné oblasti. Tyto přísliby ale přicházejí současně s výzvami týkajícími se nízkoteplotní přípravy kvalitních krystalických vrstev založených na VO2 pomocí metod příznivých pro průmysl a současné optimalizace všech charakteristik těchto povlaků jako je teplota termochromického přechodu, luminózní transmitance a modulace propustnosti pro sluneční energii. Tento článek představuje tyto výzvy, popisuje nedávný pokrok v oblasti designu a reaktivního magnetronového naprašování termochromických povlaků, vysvětluje fyziku, která tento pokrok umožnila, a nabízí ideje a doporučení pro budoucí výzkum. Kombinace výhod kontrolovaného vysokovýkonového pulsního magnetronového naprašování s dosud ne zcela experimentálně využitými návrhy multivrstvých povlaků představuje hlavní důvod, proč je v budoucnu očekáván další pokrok.Thermochromic coatings based on vanadium dioxide exhibit great potential in various fields, including smart energy-saving windows with temperature-dependent transmittance in the infrared at preserved transmittance in the visible. However, these promises come with challenges concerning the low-temperature preparation of high-quality crystalline VO2-based films by industry-friendly techniques and the simultaneous optimization of all coating characteristics, such as thermochromic transition temperature, luminous transmittance, and modulation of solar energy transmittance. This Perspective outlines these challenges, highlights the recent progress in the field of design and reactive magnetron sputtering of thermochromic coatings, explains the physics that allowed this progress, and provides ideas and recommendations for future research. A combination of the advantages of controlled high-power impulse magnetron sputtering with the not yet fully experimentally utilized multilayered designs constitutes the main reason why further progress is anticipated in the future