二氧化钒薄膜研究的最近进展
用于红外激光防护的VO2薄膜的研究进展
（２ ０ ０ ０ Ａ￣ ４ ０ ０ ０ Ａ） 、 真 空 紫 外 激 光 器 （５ ｏ Ａ￣ ２ ｏ ｏ ｏ Ａ ） 和 ｘ 射线 激 光 器 。
人 们希 望找 到一 种具 有 宽 防护 带宽 、低 输 出阈值 、对 弱辐射 有很 高 线性 透 过率 以及 纳 秒
级 响应 时间的激光 防护材料。 这 种材料能 直接 对
Ａ ｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｖ０２ ｔ ｈ ｉ ｎ ｉ ｆ ｌ ｍｓ ｈ ａ ｖ ｅ ｂｅ ｅ ｎ ａ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｈ ｏ ｔ ｓ ｐ ｏ ｔ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｏ ｆ ｌ ａ ｓ ｅ ｒ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ
文章 编 号 ： １ ６ ７ ２ — ８ ７ ８ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ８ — ０ ０ １ ３ ． ０ ５
用 于 红 外 激 光 防护 的 Ｖｏ２ 薄膜 的研 究 进 展
周 矗 李 合 琴 刘心同
（ 合肥 工 业 大 学 材料 科 学 与 工 程学 院 ，安 徽合 肥 ２ ３ ０ ０ ０ ９）
Ａ ￣ ７ ｏ ｏ ｏ Ａ或 ０ ． ４
０ ． ７
） 、近 紫 外激 光 器
变化 ， 相变 高速且可逆 。 相变 温度 为 Ｔ ｃ ＝ ６ ８ 。 Ｃ，
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３ １ ０ － ０ ８ 基 金项 目：国家 “９ ７ ３”项 目 （ ２ ０ ０ ８ Ｃ Ｂ ７ １ ７ ８ ０ ２ ）；安徽 省 自然 科 学基 金 （ ０ ９ ０ ４ １ ４ １ ８ ２ ） ；安 徽 省 高校 自然 科 学基金 （ ＫＪ ２ ０ ０ ９ Ａ ０ ９ １ ， ＫＪ ２ ０ １ ２ Ａ２ ２ ８ ）；合肥 工 业大 学 ２ ０ １ ３年大 学 生创新 性 实验 计 划 项 目基 金 资 助 （２ ０ １ ３ Ｃ ＸＳ ＹＩ ４ ５） 作 者 简介 ：周 矗 （ １ ９ ９ ０ 一 ） ，男 ； 安 徽 六 安人 ，硕 士 生 ，主 要 从 事 功 能 薄膜 与 锂硫 电池 的研 究 。
二氧化钒薄膜的制备及其应用基础研究
二氧化钒薄膜的制备及其应用基础研究VO<sub>2</sub>作为一种具有独特相变性能的过渡金属氧化物,一直以来受到科研工作者的广泛关注。
电阻率、红外透过率等在相变前后发生的巨大变化使得该材料被应用于多种用途,如光/电开关、智能玻璃和激光防护涂层等。
本文利用水热法成功地制备VO<sub>2</sub>薄膜材料,系统地研究了薄膜制备工艺、微观结构和电、光性能及其相互间的关系,揭示了薄膜生长机理和相关影响因素,为利用液相法制备高质量过渡金属氧化物薄膜提供了新的思路。
论文主要内容和相关重要结论如下:（一）类单晶纳米网状二氧化钒薄膜的制备及其性能研究不依赖光刻技术的二维纳米结构自组装制备技术是当前纳米技术的研究热点之一,获得具有规则结构的二维纳米材料仍然面临很大的挑战。
本论文利用一种简易的水热法制备得到了晶圆尺寸范围内分布均匀的、具有桁架结构、共格连接的自组装VO<sub>2</sub>纳米网状薄膜。
这种纳米网状结构薄膜由VO<sub>2</sub>纳米棒组成,纳米棒间互呈120°（或60°）,选区电子衍射（SEAD）分析显示纳米棒间呈孪晶取向关系。
XRD和SAED结果表明,VO<sub>2</sub>纳米网状薄膜是由蓝宝石衬底外延诱导生长得到,（001）取向蓝宝石衬底为VO<sub>2</sub>纳米棒生长提供了三重对称的等价生长方向。
这种独特结构的纳米网状薄膜具有可媲美单晶VO<sub>2</sub>材料的相变电阻调制性能和优异的抗相变疲劳性能。
薄膜在相变前后电阻变化率可达到5个数量级,电阻热滞回线宽度仅为1.7℃,500次MIT相变热循环后,其相变电阻调制性能没有明显的衰减。
上述研究工作证明,利用水热法,采用衬底诱导技术可以实现二维规则结构纳米薄膜的可控制备,为二维有序纳米结构自组装制备提供了新的技术途径,所制备的纳米网状薄膜在功能开关器件中具有潜在的应用价值。
二氧化钒相变薄膜
二氧化钒相变薄膜
二氧化钒是一种具有多种相变的材料，其中最常见的相为金红石相（rutile phase）和单斜相（monoclinic phase）。
二氧化钒的相变对其物理性质具有重要影响，因此制备二氧化钒相变薄膜是研究的热点之一。
制备二氧化钒相变薄膜的方法主要有物理气相沉积（physical vapor deposition, PVD）和化学气相沉积（chemical vapor deposition, CVD）两种。
物理气相沉积是将纯净的二氧化钒源材料加热到高温，在真空或惰性气氛下，使源材料蒸发形成薄膜。
通过控制沉积温度和沉积速度，可以得到不同相的二氧化钒薄膜。
化学气相沉积则是利用化学反应在基底表面上合成薄膜。
常用的方法包括热分解法和气相沉积法。
热分解法是通过在高温下将二氧化钒前体分解，使其在基底表面上生成相应的薄膜。
气相沉积法则是将气体前体引入反应室，通过化学反应在基底表面上合成薄膜。
制备二氧化钒相变薄膜的关键是控制沉积过程中的温度、气氛和沉积速率等条件。
此外，选择适合的基底材料也是非常重要的，常用的基底材料包括石英、硅、镧铝韧性陶瓷等。
二氧化钒相变薄膜具有许多潜在应用，例如可用于电子器件、光学涂层、传感器和储能器件等领域。
《2024年电子注入法对二氧化钒薄膜相变性能调控》范文
《电子注入法对二氧化钒薄膜相变性能调控》篇一一、引言二氧化钒（VO2）作为一种具有优异相变性能的材料，其应用范围日益广泛。
随着科技的发展，人们对材料性能的要求也越来越高，特别是在电子学、光学和热学等领域。
电子注入法作为一种新兴的薄膜制备和性能调控技术，在二氧化钒薄膜的相变性能调控方面展现出了巨大的潜力和优势。
本文将深入探讨电子注入法对二氧化钒薄膜相变性能的调控机制及影响。
二、电子注入法概述电子注入法是一种将电子注入到材料内部，以改变其电子结构和性能的方法。
该方法具有操作简便、效率高、对材料损伤小等优点，被广泛应用于薄膜制备和性能调控领域。
在二氧化钒薄膜的制备和性能调控中，电子注入法可以通过调整注入电子的能量、剂量和速度等参数，实现对薄膜相变性能的有效调控。
三、电子注入法对二氧化钒薄膜相变性能的影响1. 改变相变温度：通过电子注入法，可以有效地调整二氧化钒薄膜的相变温度。
当注入的电子能量和剂量达到一定值时，薄膜的相变温度会发生变化，从而使其在特定温度范围内的应用成为可能。
2. 优化相变过程：电子注入法可以改善二氧化钒薄膜的相变过程，使其更加平滑、快速。
这有助于提高薄膜在实际应用中的稳定性和可靠性。
3. 增强光学性能：电子注入法可以改变二氧化钒薄膜的光学性质，如反射率、透光率等。
这使得薄膜在光学器件、光电器件等领域具有更广泛的应用前景。
4. 调整热学性能：电子注入法还可以对二氧化钒薄膜的热学性能进行调控，如热导率、热膨胀系数等。
这些性能的调整有助于提高薄膜在高温环境下的稳定性。
四、实验结果与讨论本文通过实验验证了电子注入法对二氧化钒薄膜相变性能的调控效果。
实验结果表明，通过调整注入电子的能量、剂量和速度等参数，可以有效地改变二氧化钒薄膜的相变温度、相变过程、光学性能和热学性能。
此外，我们还发现，在适当的参数条件下，电子注入法可以显著提高二氧化钒薄膜的性能稳定性。
五、结论与展望本文通过深入研究电子注入法对二氧化钒薄膜相变性能的调控机制及影响，得出以下结论：1. 电子注入法是一种有效的二氧化钒薄膜相变性能调控方法，具有操作简便、效率高、对材料损伤小等优点。
VO2薄膜制备技术及其应用进展
VO2薄膜制备技术及其应用进展VO2作为固态热致相变材料，当温度在68℃时，因热驱动而发生相转变，VO2晶体结构会随之发生变化（单斜结构转变为四方金红石结构），同时其光学和电学性能也会发生突变。
VO2薄膜优异的电学和光学特性，使得其具有较高的实用价值和广阔的应用前景，在多个领域中发挥着重要作用。
当前用于制备VO2薄膜的方法主要有溅射法、溶胶-凝胶法、蒸发法、常压化学气相沉积法等。
1 二氧化钒薄膜的制备方法1.1 溅射法该法是在通氧条件下溅射金属钒靶，淀积与反应同时进行，溅射所用设备可以是离子束溅射或磁控溅射，用Ar+离子束溅射钒靶，在加热衬底上形成VO2多晶薄膜，然而在较低衬底温度下晶粒尺寸会较小，两相电阻比Rs/Rm小。
采用反应磁控溅射，在Ar气中混合O2，可在蓝宝石衬底上外延出VO2，外延VO2薄膜具有相变陡峭、热滞效应小等特性。
此外，还有溅射V2O5粉末靶制备VO2的报道。
用纯Ar+离子直接溅射V2O5粉末靶，即可在衬底上淀积出二氧化钒。
周进等人采用Ar+离子柬溅射V2O5粉末靶在室温下淀积出的氧化钒薄膜为高价态V2O5。
1.2 溶胶-凝胶法（Sol-Gel）将VO（OC3H7）3溶于某些有机溶剂配成母液，用涂胶机或漂洗仪将母液涂布于衬底上，温度在370～670℃范围内进行烘干沉底生成V2O5。
将V（OR）4溶液均匀涂布于玻璃衬底上，凝胶后形成VO2·X（H2O），在N2气中经200～700℃烘干衬底，即获得VO2。
该法制备成本低，可大面积制备，客易掺杂，可双面一次形成，但厚度较难控制，工艺控制要求较高，容易使薄膜开裂或起泡。
1.3 蒸发法通常用V2O5粉末蒸发淀积VO2薄膜。
单纯蒸发获得的氧化钒薄膜一般为缺氧的V2O5，在200～500℃氧气中退火，薄膜即转变为符合化学计量比的VO2，薄膜的机械强度得到了提高，与衬底附着力也得到优化。
若在通氧下进行蒸发，可淀积得到V2O5，但要在较低的衬底温度下淀积，使得薄膜机械强度和附着力变差。
二氧化钒基纳米复合膜的制备及性能研究的开题报告
二氧化钒基纳米复合膜的制备及性能研究的开题报
告
一、选题背景
纳米复合材料在能源、环保、医疗等领域中具有广泛的应用前景。
钒化物作为一种具有优越的电催化和光催化性能的材料，近年来备受关注。
在某些应用领域中，二氧化钒作为一种重要的材料，具有优异的电化学性能和光催化性能。
然而，单纯的二氧化钒膜在实际应用时仍存在一些问题，例如缺乏稳定性和机械性能差等问题。
因此，制备具有较好性能的二氧化钒基纳米复合膜已成为当前研究的热点。
二、研究内容
本研究将探究一种二氧化钒基纳米复合膜的制备方法，通过改变材料的组成、结构和功能，以此优化膜的性能和稳定性。
具体来说，将采用溶胶-凝胶法和电化学成核法结合的方法，制备含有碳纳米管和氧化锡纳米颗粒的二氧化钒基纳米复合膜，并探究不同组成下膜的结构和性能对比。
三、研究方法
1. 溶胶-凝胶法
采用溶剂辅助化学气相沉积法、旋涂法、电化学氧化法、水热法等制备方法，制备含有碳纳米管和氧化锡纳米颗粒的材料。
2. 电化学成核法
通过控制溶液的pH值、温度和电化学条件等，使二氧化钒的纳米片结构在碳纳米管表面上生成，并通过气相沉积法和化学还原法制备氧化锡纳米颗粒。
3. 物理测试
使用场发射扫描电镜和透射电子显微镜对样品进行形貌和结构表征；采用原子力显微镜、X射线衍射和拉曼光谱等测试方法，分析样品的物理性质。
四、预期成果
本研究预计制备出具有优良性能的二氧化钒基纳米复合膜，并对样
品的结构和性能进行分析和表征，为二氧化钒基纳米复合材料的研究提
供理论结论和实验基础。
VO2薄膜制备及掺杂研究进展
其转换温度为一１４７－－６８℃。其中Ｖ０２薄膜因电学、 光学转换温度在６８℃附近而备受关注。ＶＯ：晶体转 换特性的理论描述最早由Ｇｏｏｄｅｈｏｕｇｈ【１ ｌ用晶格场 和分子轨道理论给出，他提出了金属相一绝缘体相 转变理论。 但是。ＶＯｚ单晶的半导体相一金属相相变属一 级相变，伴随相变单晶出现小的原子位移，体积膨胀 系数很大（约０．０４４％）犯１。因此，虽然ＶＯ ２单晶有优 良的电学、光学性能（在转换温度６８℃处，在０．１℃
ＶＯ ２薄膜制备及掺杂研究进展
葛振华，赵昆渝，李智东，吴 东，邹
平
（昆明理工大学材料与冶金工程学院，昆明６５００９３）
摘要：二氧化钒（ＶＯ：）是一种性能优异的功能材料，在６８℃左右发生金属态一半导体态的转变，其光学 和电学性能发生突变，在热电开关、光存储介质和激光防护方面有广泛的应用前景。但是由于钒氧体系 十分复杂，给制备高质量的ＶＯ：带来了困难。人们做了许多工作来研究ＶＯ：的结构性能，使用不同的 工艺方法制备ＶＯ：以及通过掺杂降低其相变温度。本文通过一些有代表性的ＶＯ：的研究成果，从制备 工艺和元素掺杂方面做了介绍。 关键词：ＶＯ：薄膜；制备工艺；掺杂 中图分类号：ＴＭ２０５．１；０４８４．４ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７１—８８８７（２００８）０４—００３８—０４
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｌｓｏ ｈａｖｅ
ａｎｄ
ｇｒｅａｔ
ｃｈａｎｇｅ，ｉｎ ｔｈｅ ｈａｖｅ
ａ
ｈｅａｔ，ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｗｉｔｃｈｅｓ，ｏｐｔｉｃａｌ
ｌａｓｅｒ
ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ａｓｐｅｃｔｓ
ｖｅｒｙ
ｂｒｏａｄ
ｐｒｏｓｐｅｃｔ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｖａｎａｄｉｕｍ ｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ—ｑｕａｌｉｔｙ ｗｏｒｋ
《电子注入法对二氧化钒薄膜相变性能调控》范文
《电子注入法对二氧化钒薄膜相变性能调控》篇一一、引言随着科技的发展，材料科学在众多领域中发挥着越来越重要的作用。
其中，二氧化钒（VO2）薄膜因其独特的相变性能，在微电子、光电子器件等领域具有广泛的应用前景。
然而，其相变性能的调控一直是研究的热点和难点。
近年来，电子注入法作为一种新兴的调控手段，在VO2薄膜的相变性能调控中展现出巨大的潜力。
本文将就电子注入法对VO2薄膜相变性能的调控进行深入研究。
二、电子注入法的基本原理电子注入法是一种通过向材料中注入电子，改变其电子结构和物理性能的方法。
在VO2薄膜中，通过控制电子的注入量和注入速度，可以有效地调控其相变性能。
VO2具有金属-绝缘体相变特性，其相变过程与电子的得失密切相关。
因此，通过电子注入法可以实现对VO2薄膜相变性能的有效调控。
三、电子注入法对VO2薄膜相变性能的影响（一）实验方法与过程本实验采用电子注入法对VO2薄膜进行相变性能的调控。
首先，制备出高质量的VO2薄膜；然后，通过控制电子束的能量、剂量和扫描速度等参数，向薄膜中注入电子；最后，观察并记录薄膜的相变性能变化。
（二）实验结果与分析1. 电子注入量对相变性能的影响：实验发现，随着电子注入量的增加，VO2薄膜的相变温度逐渐降低，相变过程更加平滑。
这表明电子注入法可以有效地降低VO2薄膜的相变温度，提高其相变性能。
2. 电子注入速度对相变性能的影响：在一定的电子注入量下，改变电子注入速度也会对VO2薄膜的相变性能产生影响。
较快的电子注入速度可以使VO2薄膜在更短的时间内完成相变，提高其响应速度。
3. 电子注入法的优势：与传统的VO2薄膜相变性能调控方法相比，电子注入法具有操作简便、调控效果好、对环境友好等优点。
同时，通过精确控制电子的注入量和注入速度，可以实现对VO2薄膜相变性能的精细调控。
四、应用前景与展望电子注入法在VO2薄膜相变性能调控中展现出巨大的应用潜力。
首先，通过降低VO2薄膜的相变温度，可以提高其在微电子、光电子器件中的工作温度范围，拓展其应用领域。
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( 哈尔滨工业大学 可调谐激光技术国家重点实验室 , 黑龙江 哈尔滨 150001) 摘 要 : VO2 在 68 e 左右发生低温 半导体态到高温金属态的相变 , 其 电学和光 学性质发生 突变 , 在热、 电开
关和光存储 介质方面有着广泛的应用 . 然而钒和 氧作用 生成的 薄膜是钒 的各种 价态的 氧化物 如 VO、 V2 O3 、 VO2 、 V2 O5 的混合体 , 要得到纯的 VO2 很难 . 人们做了 很多工 作来研究 其电气 化学的 性质 , 并用了 多种方 法 来镀制 VO2 薄膜 . 通过对 VO2 一些有代 表性的研究成果 , 从薄膜制备、 降低相变温度以及 VO2 应用前景等几 个主要方面来介绍了 VO2 研究最近的一些进展 . 关键词 : 二氧化钒 ; 相变温度 ; 薄膜制备 中图分类号 : O436 文献标识码 : A 文 章编号 : 0367 - 6234( 2002) 04 - 0570 - 03
4+
, 重庆光电技术研究所和电子理工大学
[ 8]
也制备了用于非制冷红外探测器的 VOx 薄膜 . 目前对二氧化钒的研究主要集中于如何获得 高品质薄膜以及如何降低相变温度等方面.
1
高品质 VO2 薄膜制备技术的探索
由于金属钒的氧化物种类很多 , 使得制备高
纯度 VO2 较为困难. 目前的制备方法有很多种, 如普通反应 蒸发、 离化反应蒸发、 粒子束反应蒸 发、 磁控溅射、 溶胶 - 凝胶 ( sol gel ) 、 无机 sol gel、 激 光剥离以及液相沉积法等 . 由于在不同的制备方 式下 , 最佳的制备条件不尽相同, 而这些参数对于 所制备薄膜的热开关性质的影响又很大 , 现在大 部分工作都集中在探索不同制备方式下的最佳制 备条件上
收稿日期 : 2002- 03- 10. 作者简介 : 刘金城 ( 1945 - ) , 男 , 副研究员 ; 掌蕴东 ( 1957 - ) , 男 , 教授 , 博士生导师 ; 王 骐 ( 1942 - ) , 男 , 教授 , 博士生导师 .
4 [ 2] [ 1]
特点 , VO2 可广泛应 用于电 开关和 光开关 器件. 作为功能材料 , 它在温度传感、 光存储、 可变反射 率镜和激光防护等领域有广泛应用前景
[ 18]
外 延 型的 VO2 相 变 温 度仅 为
45 e , 远远小于通 常所看 到的 VO2 的相 变温度 ( 68 e ) , 而且热迟滞现象也不明显, 这使得它成 为一种在非掺杂情况下能够比较有效的降低相变 温度的方法. 这种方法的缺点是由此制备的外延 型 VO2 的电阻率变化幅度仅为 10 量级, 远远低 于采用无机 sol ) gel 等其他方法制备良好的 VO2 薄膜相变跃迁后的电阻率变化幅度 .
[ 3~ 10]
.
在近年来的应用研究中, 光谱选择发射材料 ( SSRM) 如 SiO 沉积在金属基底上 , 用它在大气窗 口光谱范围 内的高红外发射的性质 , 可使 SSRM 表面温度低于周围环境温度 . 在金属基底和 SiO 之间加入 V 1- x W x O2 . 当 V1- x W x O2 相变温度低于 周围环境温度时 , 可使 SSRM 表面温度保持在相 [3] 变温度 . 通过调整 x 可以控制相变温度 . VO2 薄膜可用于温度探测器 , 用 VO2 和 Fe 2O3 薄膜制 成的温度探测器可记录在 + 18 e ~ + 60 e 特定 的值, 并且对从室温到+ 64 e 的温度升高的记录
[ 7] [5, 6]
要严格控制基底温度、 通入氧气的含量等, 这些都 直接影响到所制备的是四价钒还是其他价钒. 比 如在激光剥离法 ( laser ablation)
[中 , 当基底温度为 500 e 时 , 随着 O2 气压 从 1. 333 Pa 上升至 3. 999 Pa, VO2 薄膜性质趋于 更好, 恰好与温度较低时 ( 300 e ) 时的情况相反; 当镀膜温度在 400 e 时, 最佳 O2 气压为2. 666 Pa. 可见氧气的通入量和基底温度对制备膜性质有很 大影响 , 这些参数的选取在制备二氧化钒膜时都 应该充分考虑 . 另外由于不同的制备方法金属钒 的蒸发速率、 与氧气发生反应的时间等都不同, 所 以薄膜最佳制备条件也有很大差异 . 在各种采用 反应蒸发方式制备 VO2 的方法 中, 磁控溅射法由于具有工艺参数易于控制、 所镀 制薄膜与基底附着力强等优点, 目前仍是主要研 究的 VO2 薄膜制备方法 . 哈尔滨工业大学光电子 技术研究所采用该方法研究了不同薄膜厚度、 不 同氧气通入量情况下薄膜中 VO2 的 含量变化情 况. 通过采用 X 光电子能谱仪( XPS) 对生成膜中 4+ V 含量的测定 , 发现在镀制膜厚度 150 nm 、 基底 温度 280 e 、 溅射功率 250 W 的情况下 , 氧气的分 气压在 0. 160 Pa 左右对于获得高含量 VO2 较为 有利 . 同时对于较厚的薄膜, 在其他镀膜条件相 同下, 适当降低通入氧含量也会有助于提高薄膜 中V
. 利用它的这些
第 4期
刘金城 , 等 : 二氧化钒薄膜研究的最近进展
[ 4]
# 571 #
有存储功能 . 可用于防火和控制系统 . VO2 还 可用于制备非制冷红外探测器, 由美国 Honeywell 技术中心以及 Amber 公司 领先的 320 @ 240 或 336 @ 240 元 VO2 微测辐射热红外焦 平面阵列在 1996 年已引起世人瞩目. 国内对这一领域的研究 才刚刚起步, 到 2001 年已取得一些成果 . 华中科 技大学应用微电子工艺制备了 8 元线列 VO2 红外 探测器
2
. 这种方法是通过向 V2 O5 溶液中
加入铝来实现的 . 这种方法制备的薄膜同样具有 与基底的附着能力强的优点. 以上这两种制膜方 法的共同缺点是制备参数不易控制 . 采用反应蒸发方式制备 VO2 薄膜时 , 关键是
# 572 #
哈
尔
滨
工
业
大
学
学
报
第 34 卷
掺杂法是一种比较有前途、 能有效降低 VO2 相变温度的方法 . 掺杂的过程实际上就是一个逐 步破坏 VO2 半导体态稳定性的过程 . 其原理是通 过掺杂离子对二氧化钒中氧离子或钒离子的取代 来破坏 V
[ 2, 11~ 16]
.
[ 2]
采用无机 sol ) gel 方法 制备的 VO2 薄膜的 相变温度大约是 60 e , 所制备膜的电阻率的变化 幅度在 4、 5 个量级 . 较低的相变温度以及良好的 热开关性能为 VO2 薄膜的商业应用 创造了良好 的条件 . 另外这种方法可以在非晶基底上镀膜, 具有制备膜与基底的附着力强、 膜层表面光滑等 突出优点 , 并且薄膜制作过程非常 简单, 费用低 廉. 文献 [ 11] 用了 文献 [ 2] 的水成 溶胶 ( aqueous sol) 方法和醇盐溶胶( alkoxide sol) 方法以及直流磁 控溅射方法制备了 VO2 薄膜 , 得到的相变前后电 阻率数量级的变化分别为 3. 0、 2. 0~ 2. 5、 2. 0, 低 于文献 [ 2] 所得到的电阻变化率. 热迟滞环宽度 分别为 7、 10 、 15 e . 光学性质方 面, 由于第一种 方法得到的薄膜较厚 , 在半导体态时的反射率较 高, 相变前后透过率变化较小 , 另两种方法得到的 薄膜性质相差不多. 文献 [ 11] 认为 aqueous sol 方 法要好于 alkoxide sol 方法 . 另外一种可以制备非 晶薄膜的方法是液相沉积法 ( Liquid -Phase Deposi tion ) LPD)
第 34 卷 第 4 期 2 0 0 2 年 8 月
哈 尔 滨 工 业 大 学 学 报 JOURNAL OF HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
Vol. 34 Aug . , 2 0 0 2
No. 4
二氧化钒薄膜研究的最近进展
刘金城, 鲁建业, 田雪松, 掌蕴东, 袁 萍, 王 骐
Recent progress in research on VO2 thin film
LIU Jin - cheng, LU Jian - ye, TIAN Xue - song, ZHANG Yun - dong, YUAN Ping, WANG Qi
( National Key Laboratory of Tunable Laser Technology , Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China)
[ 12]
的含量. 有趣的是, 他们在实验当中观察
到 VO2 、 V2 O3 、 V2 O5 均以较高含量同时出现 , 这一 现象与文献 [ 17] 所得到的结论有所不同 , 有待进 一步深入探讨研究.
2 降低 VO2 相变温度的研究进展情况
VO2 的相变温度在 68 e 左右时, 高的相变温 度大大阻碍了 VO2 的应用 . 但到目前为止, 人们 还没有找到一种切实可行的办法生产出高光透对 比度、 低相变温度的 VO2 薄膜来满足商业应用的 需要 . 对于降低相变温度的努力主要集中在两个 方面: 一个是在不掺杂的情况下探索不同的薄膜 [ 18] 制备工艺 ; 另一个就是采取掺杂的办法 . 研究 表 明
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