二氧化钒薄膜PPT课件

.,1,二氧化钒（vo2）薄膜,ThemeGallery,王翔雲,.,2,Contents,4,VO2薄膜的发展,1,2,3,5,VO2薄膜的应用,VO2薄膜的制备,VO2薄膜的性能及表征,总结,.,3,VO2薄膜的发展：,20世纪50年代末,F.J.Morin发现二氧化钒在341K(68oC)存在半导体到金属的相变转换,称为SMT。从那时起,人们对VO2的金属半导体相变以及与这些相变伴随的光学和电学性质上的突然变化很感兴趣。到了90年代初期,美国Honeywell公司研制成功一种利用二氧化钒薄膜作为热敏材料的新型红外器件后,对而氧化钒特性的研究己经日益引起人们广泛的兴趣。迄今，VO2薄膜应经广泛应用在智能窗、光电开关、激光保护层、红外传感器、信息储存介质、航天器热控、军事伪装等方面。,.,4,VO2的应用：,光电开关,智能窗,能起到自动调节室外太阳辐射能流和室内因热传递、对流、辐射损耗的热量,避免室内过热或过冷,同时不影响室内的采光。,激光保护,利用其红外波段光学特性的突变性质作为3-5m和8-12m波段红外探测器的激光防护材料。,红外传感器,MEMS非致冷红外传感器具有体积小、重量轻、功耗小、易维护等优点。,光储存,常见的有CD、VCD、DVD、电脑光碟、游戏碟、软件碟等。,VO2的金属半导体相变。,.,5,VO2薄膜的制作方法：,化学气相沉积法,蒸镀法,热氧化法,溶胶-凝胶法,脉冲激光沉积,VO2,实验周期短、样品表面均匀、光电性能好。,.,6,.,7,脉冲激光沉积（PLD）法制作2薄膜：,靶材退火,生长薄膜,将制得的靶材固定在PLD仪器中,采C-sapphire和R-sapphire作为基底,以不同的激光能量,在10-2torr氧气压,600oC温度下,轰击15min生长薄膜。,将所制得的靶材放入高温炉内,在1000的氩气气氛中退火4h,制得实验用靶材。,制作靶材,将10g二氧化钒粉末(分析纯)均匀混合,加入10mL甲醇,制成悬浮液,在80oC恒温下放置30min后取出,研磨成粉末,然后置于加压机内加压,得到二氧化钒靶材。,.,8,.,9,RigakuX射线衍射仪,四探针电阻测量法,物相和结构,电学性能,VO2薄膜,样品的性能及表征,.,10,图1中可以看出,几个较强的峰为R-sapphire衬底(012)、(024)、(036)方向的衍射峰,VO2薄膜(200)方向的衍射峰也比较明显,此外没有其他杂质峰存在,说明我们成功的制备了二氧化钒单晶薄膜。,X射线衍射,.,11,图2中几个较强的峰为C-sapphire衬底(006)和(0012)方向的衍射峰,以及VO2薄膜(002)(004)方向的衍射峰,制备的二氧化钒薄膜结晶性好,纯净度高。,X射线衍射,.,12,室温下,样品的电阻在106量级,呈半导体性质,随着温度的升高有所下降,在335K附近急剧下降,360K时降至几个欧姆,呈明显的金属性。,四探针法,.,13,室温下,样品的电阻在105量级,呈半导体性质,随着温度的升高有所下降,在340K附近开始急剧下降,350K时降至几个欧姆,呈明显的金属性。,四探针法,.,14,实验结论：,激光能量对薄膜的生长有重要影响,经实验证实,激光能量在500600MJ之间对薄膜的生长最为有利;衬底的选择对VO2薄膜的电学性质也有一定影响,以R-sapphire为衬底的样品电阻变化了5个数量级,而以C-sapphire为衬底的样品电阻则变化了约4个