【摘要】：二氧化釩(VO_2)薄膜具有良好相變性能,在開關(guān)調(diào)制、可調(diào)諧濾波、傳感器等領(lǐng)域的商業(yè)應(yīng)用前景廣闊。在低于相變溫度或較低的溫度下,VO_2薄膜呈絕緣或半導(dǎo)體相,阻值很高且光透過率高,但是隨著溫度升高超過相變溫度后,VO_2薄膜會(huì)快速變成金屬相,阻值呈數(shù)量級(jí)下降。目前氧化釩相變的研究以熱致、電致、光致為主,通過這些誘導(dǎo)信號(hào)使其處于絕緣和金屬的兩種不同狀態(tài),實(shí)現(xiàn)調(diào)制開關(guān)的作用。作為調(diào)制開關(guān)類器件,VO_2薄膜應(yīng)滿足:較大的相變幅度,較低的相變溫度,較小的回線寬度。為了達(dá)到這個(gè)要求,一般通過摻雜,緩沖層等手段,但是摻雜會(huì)破壞氧化釩結(jié)構(gòu),進(jìn)而降低相變幅度,通過犧牲相變幅度來達(dá)到相應(yīng)目的,而緩沖層意味著多一道復(fù)雜的工藝,如原子層沉積、脈沖激光法等。于是本論文主要圍繞一體化制備緩沖層和氧化釩薄膜,通過低價(jià)釩緩沖層來優(yōu)化氧化釩的相變性能為基點(diǎn),開展了以下工作:(1)研究不同緩沖層對(duì)氧化釩薄膜的相變特性具有優(yōu)化的作用,其中濺射時(shí)氬氧流量比為98:0.5緩沖層的成分中有最多含量的V~(3+),達(dá)到84.6%,對(duì)氧化釩薄膜的相變?cè)鲆孀畲?其相變幅度為819,相變溫度為58.2℃,回線寬度為10.3℃。(2)隨著緩沖層厚度的增加,薄膜的相變幅度在降低,而回線寬度也在減小,只是隨著緩沖層厚度的增加回線寬度變窄的幅度在減小。當(dāng)緩沖層厚度20nm時(shí),回線寬度只有5.4℃,相變幅度為423,相變溫度為53.2℃。(3)在沒有緩沖層的情況下,在350℃的退火溫度下制備出來的30nm厚的氧化釩薄膜不具有相變特性,而相同條件下,有緩沖層輔助制備的氧化釩薄膜具有相變特性。此外,還研究了在350℃退火溫度下,不同氧含量對(duì)氧化釩薄膜性能的影響,發(fā)現(xiàn)相變性能先增大后減小,在濺射時(shí)氬氧流量比為98:4時(shí)獲得了最優(yōu)的氧化釩薄膜,相變幅度為491,回線寬度為6.8℃以及相變溫度為53.5℃。(4)在光學(xué)調(diào)制應(yīng)用的研究中,發(fā)現(xiàn)緩沖層的氧化釩薄膜光學(xué)調(diào)制能力比沒有緩沖層的氧化釩薄膜高,且回線寬度更窄,相變溫度更低。其中濺射緩沖層時(shí)氬氧流量比為98:0.4,濺射氧化釩時(shí)氬氧流量比98:1,在400℃退火的復(fù)合薄膜光學(xué)性能最好調(diào)制幅度76.2%,相變溫度56.23℃,回線寬度8.17℃。
【圖文】：

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文為 R 相，但是此轉(zhuǎn)變結(jié)果是不可逆的。M 相是單斜金紅石結(jié)構(gòu)，R 相是四方金紅石結(jié)構(gòu)且是四種二氧化釩晶型中最穩(wěn)定的一個(gè)。M 相和 R 相二氧化釩之間可以隨著溫度的升高或者降低發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，這種轉(zhuǎn)化具有可逆性。低溫下的單斜金紅石結(jié)構(gòu)隨著溫度升高到相變溫度點(diǎn)，會(huì)引起釩原子位置改變[20]，這種轉(zhuǎn)變降低結(jié)構(gòu)對(duì)稱性。R 相和 M 相二氧化釩的晶格結(jié)構(gòu)差異如圖 1-1 所示[21]。

的改變對(duì)氧化釩薄膜相變性能的影響。射法的優(yōu)點(diǎn)是：成膜的速率比較快，薄膜表面形貌好，均勻復(fù)性好。射法的缺點(diǎn)有：磁控濺射制得薄膜的組分難以控制，很難只存在，，在制備過程中只能通過不斷優(yōu)化工藝條件，才能使 。之，制備 VOX薄膜的方法有很多，隨著學(xué)者們對(duì)氧化釩的進(jìn)步，還會(huì)有更多的制備氧化釩薄膜的方法。當(dāng)然每一種方不同的制備方法適用于不同性能要求的氧化釩薄膜。但是，們研究的目的是獲得具有優(yōu)異性能的 VOX薄膜。采用濺射力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)致密、重復(fù)性強(qiáng)、相變性能突出等優(yōu)點(diǎn)。因此，。濺射法制備氧化釩薄膜
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TB383.2;TQ135.11

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2687232