Author(s):
Piccirillo, Clara 
Date: 2012
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10773/8715
Origin: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Subject(s): Engenharia de materiais; Filmes finos; Deposição química de vapor; Óxido de vanádio
Description
Thermochromic materials change optical properties, such as transmittance or
reflectance, with a variation in temperature. An ideal intelligent (smart) material
will allow solar radiation in through a window in cold conditions, but reflect that
radiation in warmer conditions. The variation in the properties is often
associated with a phase change, which takes place at a definite temperature,
and is normally reversible. Such materials are usually applied to window glass
as thin films.
This thesis presents the work on the development of thermochromic vanadium
(IV) oxide (VO2) thin films – both undoped and doped with tungsten, niobium
and gold nanoparticles – which could be employed as solar control coatings.
The films were deposited using Chemical Vapour Deposition (CVD), using
improved Atmospheric Pressure (APCVD), novel Aerosol Assisted (AACVD)
and novel hybrid AP/AACVD techniques. The effects of dopants on the metalto-
semiconductor transition temperature and transmittance/reflectance
characteristics were also investigated.
This work significantly increased the understanding of the mechanisms behind
thermochromic behaviour, and resulted in thermochromic materials based on
VO2 with greatly improved properties. Os materiais termocrómicos exibem alterações das suas propriedades ópticas,
tais como a transmitância ou a reflectância, com a variação da temperatura.
Um material inteligente ideal permite a passagem da radiação solar através
uma janela quando está frio, mas reflecte a mesma radiação quando está
calor. A variação destas propriedades é frequentemente associada a uma
transição de fase, a qual ocorre a uma temperatura definida e que,
normalmente, é reversível. Estes materiais são geralmente utilizados como
filmes finos em vidros de janelas.
Nesta tese apresenta-se o desenvolvimento de filmes finos de óxido de
vanâdio (IV) (VO2) termocrómicos – não dopados e dopados com tungsténio,
nióbio e nanopartículas de ouro – que podem ser utilizados como
revestimentos para o controle da passagem da radiação solar. Os filmes foram
processados recorrendo à deposição química em fase vapor (CVD), com a
técnica “atmospheric pressure” (APCVD) melhorada, e as novas tecnicas
“aerosol assisted” (AACVD) e híbrida (AP/AACVD).
Foram também estudados os efeitos dos dopantes na temperatura de
transição metal – semiconductor, e na transmitância e reflectância dos filmes.
O desenvolvimento de materiais termocrómicos baseados em VO2 com
propriedades optimizadas aumentou significativamente a compreensão dos
mecanismos associados ao comportamento termocrómico. Doutoramento em Ciência e Engenharia de Materiais
