近日，海南大学物理与光电工程学院微纳光学团队在互补型电致变色器件领域取得进展，该工作发表在国际知名期刊《Nano Letters》上，题为“Robust MnO2-WO3 Complementary Electrochromic Device Enabled by Reversible Electrodeposition of MnO2”。通讯作者为海南大学物理与光电工程学院王小雨副研究员、叶巍翔教授和材料科学与工程学院王振副教授，海南大学物理与光电工程学院为论文第一单位。

MnO2-WO3互补型电致变色器件的工作原理及性能

该研究在电致变色器件的开发中取得了重要进展，尤其是在解决MnO2电致变色体系面临的挑战方面。传统上，MnO2体系在可逆电沉积/溶解反应过程中，常常受到“死锰”现象和光学调制范围有限等问题的困扰，这些问题与Jahn-Teller效应密切相关。Jahn-Teller效应会导致MnO2的结构失稳，进而影响其沉积/溶解反应的可逆性和稳定性。为了解决这一问题，研究团队通过在电解液中引入Fe2⁺/Fe3⁺离子对，成功抑制了Jahn-Teller效应，避免了“死锰”的生成。这一创新性措施确保了MnO2在电致变色过程中保持较高的稳定性和可逆性，使得电致变色器件能够长时间高效地工作，且不会因结构破坏而导致性能衰退。基于此，研究团队开发了一种基于WO3作为对电极的互补型电致变色器件，该器件结合了离子插入/脱出与金属氧化物沉积/溶解的机制，进一步提升了电致变色器件的性能。该器件不仅在着色状态下呈现色中性外观，还展现出了高光学对比度（67.3%）和出色的循环稳定性，能够在100 cm2的大尺寸器件上实现均匀且高效的着色。这些进展表明，通过有效抑制Jahn-Teller效应并优化电致变色材料和器件结构，可以显著提升电致变色器件的性能，拓展其在实际应用中的潜力。

该项工作得到了国家自然科学基金（62305093, 62105229, 52102359, 52462040）、海南省“南海新星”科技创新人才平台项目（NHXXRCXM202304）等的资金资助。

《Nano Letters》是纳米科技领域的高水平学术期刊，专注于纳米科学与纳米技术领域的原创性研究。该期刊发表涵盖纳米光学、纳米电子学、纳米材料、纳米生物技术等方向的前沿论文。该期刊为中国科学院分区一区TOP期刊，最新影响因子为9.6。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.4c04849