Electrochromic Properties and Preparation of Thin V2O5 Films Using Heteroligand Complexes of Vanadyl

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Microstructural features, phase composition, and eletrochromic properties of V2O5 film formed by spin-coating using vanadyl alkoxoacetylacetonate as a precursor have been studied. The obtained material possesses a significant amount of V4+ ions, which is indicated both by the presence of the corresponding modes on the Raman spectra and the presence of the V7O16 phase. As a result, the material exhibits anodic electrochromism – it colors upon oxidation, changing color from pale blue to a much less transparent orange-yellow. The optical contrast can reach 30% at a wavelength of 400 nm, and the coloration efficiency is 65.26 cm2/C. The results of the study clearly demonstrate the promising application of materials based on V2O5, obtained using heteroligand hydrolytically active vanadyl complexes, as functional components of devices that provide a change in optical properties when an electrical voltage is applied.

Full Text

Restricted Access

About the authors

F. Yu. Gorobtsov

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: phigoros@gmail.com
Russian Federation, Moscow, 119991

N. P. Simonenko

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: phigoros@gmail.com
Russian Federation, Moscow, 119991

Т. L. Simonenko

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: phigoros@gmail.com
Russian Federation, Moscow, 119991

E. P. Simonenko

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: phigoros@gmail.com
Russian Federation, Moscow, 119991

References

  1. Granqvist C.G. // Thin Solid Films. 2014. V. 564. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2014.02.002
  2. Mortimer R.J. // Annu. Rev. Mater. Res. 2011. V. 41. № 1. P. 241. https://doi.org/10.1146/annurev-matsci-062910-100344
  3. Mortimer R.J., Dyer A.L., Reynolds J.R. // Displays. 2006. V. 27. № 1. P. 2. https://doi.org/10.1016/j.displa.2005.03.003
  4. Gu C., Jia A.B., Zhang Y.M. et al. // Chem. Rev. 2022. V. 122. № 18. P. 14679. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.1c01055
  5. Kobayashi T., Yoneyama H., Tamura H. // J. Electroanal. Chem. 1984. V. 161. P. 419.
  6. Tong Z.Q., Lv H.M., Zhao J.P. et al. // Chin. J. Polymer Sci. (Engl. Ed.). 2014. V. 32. № 8. P. 1040. https://doi.org/10.1007/s10118-014-1483-0
  7. Zhang Q., Xin B., Linc L. // Adv. Mater. Res. 2013. V. 651. P. 77. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.651.77
  8. Striepe L., Baumgartner T. // Chem. A Eur. J. 2017. V. 23. № 67. P. 16924. https://doi.org/10.1002/chem.201703348
  9. Shah K.W., Wang S.X., Soo D.X.Y. et al. // Polymers (Basel). 2019. V. 11. № 11. P. 1839. https://doi.org/10.3390/polym11111839
  10. Lu H.C., Kao S.Y., Chang T.H. et al. // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 2016. V. 147. P. 75. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2015.11.044
  11. Assis L.M.N., Leones R., Kanicki J. et al. // J. Electroanal. Chem. 2016. V. 777. P. 33. https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2016.05.007
  12. Costa C., Pinheiro C., Henriques I. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2012. V. 4. № 3. P. 1330. https://doi.org/10.1021/am201606m
  13. Costa C., Pinheiro C., Henriques I. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2012. V. 4. № 10. P. 5266. https://doi.org/10.1021/am301213b
  14. Zanarini S., Di Lupo F., Bedini A. et al. // J. Mater. Chem. C Mater. 2014. V. 2. № 42. P. 8854. https://doi.org/10.1039/c4tc01123f
  15. Jin A., Chen W., Zhu Q. et al. // Electrochim. Acta. 2010. V. 55. № 22. P. 6408. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2010.06.047
  16. Zilberberg K., Trost S., Meyer J. et al. // Adv. Funct. Mater. 2011. V. 21. № 24. P. 4776. https://doi.org/10.1002/adfm.201101402
  17. Chen C.P., Chen Y.D., Chuang S.C. // Adv. Mater. 2011. V. 23. № 33. P. 3859. https://doi.org/10.1002/adma.201102142
  18. Gorobtsov F.Yu., Simonenko Т.L., Simonenko N.P. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. № 7. P. 1094. https://doi.org/10.1134/S0036023622070105
  19. Liu Q., Li Z.F., Liu Y. et al. // Nat. Commun. 2015. V. 6. P. 1. https://doi.org/10.1038/ncomms7127
  20. Matamura Y., Ikenoue T., Miyake M. et al. // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 2021. V. 230. P. 111287. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2021.111287
  21. Gorobtsov P.Yu., Mokrushin A.S., Simonenko Т. L. et al. // Materials. 2022. V. 15. № 21. P. 7837. https://doi.org/10.3390/ma15217837
  22. Gorobtsov P.Yu., Simonenko Т.L., Simonenko N.P. et al. // Colloids Interfaces. 2023. V. 7. № 1. https://doi.org/10.3390/colloids7010020
  23. Clauws P., Broeckx J., Vennik J. // Phys. Status Solidi (B). 1985. V. 131. № 2. P. 459. https://doi.org/10.1002/pssb.2221310207
  24. Botto I.L., Vassallo M.B., Baran E.J. et al. // Mater. Chem. Phys. 1997. V. 50. P. 267.
  25. Bodurov G., Ivanova T., Abrashev M. et al. // Phys. Procedia. Elsevier. 2013. P. 127. https://doi.org/10.1016/j.phpro.2013.07.054
  26. Vedeanu N., Cozar O., Stanescu R. et al. // J. Mol. Struct. 2013. P. 323. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2013.01.078
  27. Abello L., Husson E., Repelin Y. et al. // Vibrational spectra and valence force field of crystalline. 1983. V. 5.
  28. Zhou B., He D. // J. Raman Spectroscopy. 2008. V. 39. № 10. P. 1475. https://doi.org/10.1002/jrs.2025
  29. Baddour-Hadjean R., Marzouk A., Pereira-Ramos J.P. // J. Raman Spectroscopy. 2012. V. 43. № 1. P. 153. https://doi.org/10.1002/jrs.2984
  30. Ureña-Begara F., Crunteanu A., Raskin J.P. // Appl. Surf. Sci. 2017. V. 403. P. 717. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.01.160
  31. Schilbe P. // Physica B. 2002. V. 316–317. P. 600.
  32. Ji Y., Zhang Y., Gao M. et al. // Sci. Rep. 2014. V. 4. https://doi.org/10.1038/srep04854
  33. Huotari J., Lappalainen J., Eriksson J. et al. // J. Alloys Compd. 2016. V. 675. P. 433. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.03.116
  34. Shvets P., Dikaya O., Maksimova K. et al. // J. Raman Spectroscopy. 2019. V. 50. № 8. P. 1226. https://doi.org/10.1002/jrs.5616
  35. Vernardou D. // Coatings. 2017. V. 7. № 2. P. 1. https://doi.org/10.3390/coatings7020024
  36. Iida Y., Kaneko Y., Kanno Y. // J. Mater. Process Technol. 2008. V. 197. № 1–3. P. 261. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2007.06.032
  37. Tong Z., Hao J., Zhang K. et al. // J. Mater. Chem. C Mater. 2014. V. 2. № 18. P. 3651. https://doi.org/10.1039/c3tc32417f
  38. Cholant C.M., Westphal T.M., Balboni R.D.C. et al. // J. Solid State Electrochem. 2017. V. 21. № 5. P. 1509. https://doi.org/10.1007/s10008-016-3491-1
  39. Patil C.E., Tarwal N.L., Jadhav P.R. et al. // Curr. Appl. Phys. 2014. V. 14. № 3. P. 389. https://doi.org/10.1016/j.cap.2013.12.014
  40. Panagopoulou M., Vernardou D., Koudoumas E. et al. // Electrochim. Acta. 2019. V. 321. P. 134743. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2019.134743
  41. Panagopoulou M., Vernardou D., Koudoumas E. et al. // J. Phys. Chem. С. 2017. V. 121. № 1. P. 70. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.6b09018
  42. Mjejri I., Gaudon M., Rougier A. // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 2019. 2018. V. 198. P. 19. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2019.04.010
  43. Jin A., Chen W., Zhu Q. et al. // Thin Solid Films. 2009. V. 517. № 6. P. 2023. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2008.10.001
  44. Sajitha S., Aparna U., Deb B. // Adv. Mater. Int. 2019. V. 6. № 21. P. 1. https://doi.org/10.1002/admi.201901038
  45. Surca A.K., Dražić G., Mihelčič M. // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 2019. V. 96. P. 185. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2019.03.017

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. IR reflectance spectroscopy results for the glass substrate (1) and the V2O5 film formed on it (2).

Download (77KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Results of CR spectroscopy of the formed V2O5 film on a glass substrate. Marker * denotes modes characteristic of VO2, marker + - modes characteristic of V7O16.

Download (93KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Microstructure (SEM) of the formed V2O5 film on glass substrate.

Download (398KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Microstructure (AFM) of the formed V2O5 film on glass substrate.

Download (282KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Results of measuring electrochromic properties of V2O5 film: a - transmittance spectra of the cell in the visible and near-infrared ranges before the measurements and after 15 s of exposure at different values of potential; b - CVA recorded at a rate of potential change of 50 mV/s; c - change in the transmittance of the electrochromic cell based on V2O5 film at a wavelength of 400 nm and potential sweep during CVA recording; d - change in the transmittance of the cell at a wavelength of 400 nm and exposure for 15 s at 2. 5 V and 10 s at -3.2 V.

Download (327KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».