Dispositivos Eletrocrômicos de Banda Dupla Baseados em Eletrodos Nanocristalinos de TiO2 Dopados com Nb

A exploração confiável da ressonância de plasmon de superfície localizada em óxidos condutores transparentes está sendo perseguida para impulsionar o desenvolvimento de uma classe emergente de janelas dinâmicas avançadas, que oferecem a oportunidade de controlar seletivamente e dinamicamente a intensidade da radiação térmica que entra, sem afetar a transparência visível. Nesse sentido, nanocristais coloidais de TiO2 dopados com Nb são particularmente promissores, pois possuem uma ampla bandgap e suas características plasmônicas podem ser ajustadas finamente na região do infravermelho próximo, variando a concentração de dopantes. Quatro lotes de nanocristais de TiO2 dopados com Nb, com diferentes níveis de dopagem (de 0% a 15% de conteúdo de nióbio), foram utilizados aqui para preparar eletrodos mesoporosos altamente transparentes para dispositivos eletrocrômicos seletivos no infravermelho próximo, capazes de modular dinamicamente a intensidade da radiação transmitida mediante a aplicação de uma tensão de polarização relativamente baixa. Um dispositivo eletrocrômico de banda dupla projetado (feito de nanocristais de TiO2 dopados com 10% de Nb) foi eventualmente fabricado. Mostrou-se que fornece duas respostas espectroeletroquímicas complementares, que podem ser controladas independentemente através da intensidade do potencial aplicado: uma grande variação da transmitância óptica na região do infravermelho próximo (pela intensificação da dispersão do plasmon de superfície localizado) foi alcançável na janela de tensão de 0-3 V, atingindo valores superiores a 64% na faixa espectral de 800 a 2000 nm, enquanto a absorção visível também poderia ser intensamente variada em potenciais mais altos (de 3 a 4 V), impulsionada pela intercalação de Li na rede de anatásio do TiO2.