二氧化钒薄膜

1、二氧化钒（二氧化钒（vo2 ）薄膜薄膜ThemeGalleryContents4VOVO2 2薄膜的发展薄膜的发展1235VOVO2 2薄膜的应用薄膜的应用VOVO2 2薄膜的制备薄膜的制备VOVO2 2薄膜的性能及表征薄膜的性能及表征总结总结VOVO2 2薄膜的发展：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

2、,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。VO2的应用：的应用：光电开关光电开关智能窗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。红外传感红外传感 器器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。光储存光储存常见的有CD、VCD、DVD、电脑光碟、游戏碟、软件碟等。VO2的金

3、属半导体相变。VO2薄膜的制作方法：薄膜的制作方法：化学气相沉积法化学气相沉积法蒸镀法蒸镀法热氧化法热氧化法溶胶溶胶-凝胶法凝胶法脉冲激光沉积脉冲激光沉积VO2实验周期短、 样品表面均匀、 光电性能好。脉冲激光沉积（脉冲激光沉积（PLD）法制）法制作作2 2薄膜：薄膜：靶材退火靶材退火 生长薄膜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15 min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4 h,制得实验用靶材。制作靶材制作靶材将10 g二氧化钒粉末(分析

4、纯)均匀混合,加入10mL甲醇,制成悬浮液,在80oC恒温下放置30 min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。Rigaku X射线衍射仪四探针电阻测量法物相和结构电学性能VO2薄膜薄膜样品的性能及表征样品的性能及表征图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射射线线衍衍射射图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

5、备的二氧化钒薄膜结晶性好,纯净度高。X射射线线衍衍射射室温下,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。四四探探针针法法室温下,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。四四探探针针法法实验结论：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500600 MJ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-sapph

6、ire为衬底的样品电阻则变化了约4个数量级; 对XRD衍射结果观察可知,在560 MJ生长的薄膜质量最好,并且在全部条件下我们均得到了单相的二氧化钒(VO2)。Thank you!Contents4VOVO2 2薄膜的发展薄膜的发展1235VOVO2 2薄膜的应用薄膜的应用VOVO2 2薄膜的制备薄膜的制备VOVO2 2薄膜的性能及表征薄膜的性能及表征总结总结Rigaku X射线衍射仪四探针电阻测量法物相和结构电学性能VO2薄膜薄膜样品的性能及表征样品的性能及表征实验结论：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500600 MJ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