On-off near-infrared absorbance based on thermal-responsive plasmonic coupling in vanadium dioxide arrays for thermochromic windows

等离子体子 材料科学 透射率 吸光度 热致变色 光电子学 光学 红外线的 化学 物理 有机化学 冶金
作者
Yujie Ke,Tao Wang,Na Li,Shancheng Wang,Yi Long
出处
期刊:Optics Express [Optica Publishing Group]
卷期号:29 (6): 9324-9324 被引量:7
标识
DOI:10.1364/oe.419872
摘要

Vanadium dioxide (VO 2 ) emerges as an attractive plasmonic material due to its unique reversible thermal-responsive phase transition and the promising application in energy-saving smart windows. Here, by optimizing the geometry of VO 2 nano-cylinder arrays, we demonstrate a significant performance enhancement for energy-efficient thermochromic windows. Such a performance enhancement relies on the on-off behavior of plasmonic resonance in the extremely high packing density of VO 2 nano-cylinder arrays. Different from the typical plasmonic material, silver, VO 2 nano-cylinders are characterized to have strong absorbance in near-infrared spectrum with significantly weaker plasmonic coupling to their neighbors, making them suitable to be arranged with a high packing density. The VO 2 nano-cylinder arrays exhibit a 160% luminous transmittance increment, comparing to a flat film with the same solar modulation of ∼10%. The work provides a better understanding of the plasmonic behavior on phase-change VO 2 and an efficient method to enhance smart window performance.
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