激光防護(hù)型二氧化釩薄膜的研究
發(fā)布時(shí)間：2022-02-12 16:36
隨著激光技術(shù)的迅猛發(fā)展,激光致盲武器相繼出現(xiàn),作為一種軟殺傷戰(zhàn)術(shù)武器,會(huì)導(dǎo)致光電系統(tǒng)的信號(hào)干擾與光電探測(cè)設(shè)備的損傷。因此,對(duì)于激光防護(hù)材料的探索與研究尤為重要。二氧化釩（VO2）是一種可逆的半導(dǎo)體-金屬相變材料,具有熱致與光致相變特性,對(duì)紅外光譜具有優(yōu)異的調(diào)控作用,且相變閾值低、損傷閾值較高、相變響應(yīng)時(shí)間短,滿足了激光防護(hù)的要求。本論文圍繞二氧化釩對(duì)高能紅外激光器的開關(guān)效應(yīng)（>90%）以及提高對(duì)弱紅外信號(hào)的低溫態(tài)透光率（>80%）兩方面展開研究,主要的工作如下:（1）詳細(xì)闡述了VO2的基本結(jié)構(gòu)與相變理論,并基于Drude-Lorentz模型計(jì)算了VO2的光學(xué)常數(shù),為后續(xù)的增透膜系仿真與制備實(shí)驗(yàn)提供理論依據(jù)。（2）結(jié)合增透膜理論,采用TFCalc薄膜設(shè)計(jì)軟件仿真出兩種不同的VO2/MgF2雙層增透膜系�；诘刃Ы橘|(zhì)理論設(shè)計(jì)仿真出具有高紅外透光率及高開關(guān)率的VO2-MgF2納米孔洞薄膜。（3）采用反應(yīng)離子束濺射法與后退火熱處理...
【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：52 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
VO2的(a)金紅石R相晶胞和(b)單斜M1、M2相晶胞在低于相變溫度的環(huán)境下，VO2處于無應(yīng)變化學(xué)計(jì)量比的單斜晶系結(jié)構(gòu)（M1相）
中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論子結(jié)構(gòu) R 相中 V4+離子 3d1能級(jí)的分裂示意圖[18]。V4+離子態(tài) eg和對(duì)稱三重簡(jiǎn)并低能態(tài) t2g，t2g能態(tài)又分裂為，dx2-y2軌道沿 cR軸方向形成 d‖帶；dzy軌道、dzx軌道子的 2p 軌道重合，分別形成 π*帶和 π 帶�；诠铝⒓�(jí)分裂是為了與六個(gè)氧原子組成八面體配位；t2g態(tài)t2g態(tài)的正交分裂很小( 0.05eV)，且具有對(duì)稱性，三離子 dx2-y2軌道上的電子與 O2-陰離子 2p 軌道上的電的 d 帶部分被 V 原子的外層電子占據(jù)，VO2表現(xiàn)
從而 VO2晶體的 d 帶部分被 V 原子的外層電子占據(jù)，VO2表現(xiàn)出金屬性。圖 1-2 V4+(3d1)能級(jí)的晶體場(chǎng)分裂示意圖相對(duì)于 R 相，M1 相中 π*帶的能級(jí)有所提升，且高于費(fèi)米能級(jí)；d‖帶發(fā)生了分裂成了兩個(gè)能帶：變窄且完全被電子占據(jù)的 d‖帶和完全未被電子占據(jù)的空帶 d‖*帶與 d‖*帶之間形成了帶隙，帶隙寬度約為 0.7eV。處于 M1 相的 VO2表現(xiàn)出絕緣性 1-3 展示了 R 相和 M1 相的 VO2能帶結(jié)構(gòu)圖。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]快速熱處理溫度對(duì)納米結(jié)構(gòu)二氧化釩薄膜相變特性的影響[J]. 梁繼然,李景朋,侯露輝,李娜,劉星,胡明. 稀有金屬材料與工程. 2017(08)
[2]二氧化釩薄膜對(duì)紅外脈沖功率激光的智能防護(hù)分析[J]. 路遠(yuǎn),凌永順,馮云松,張鵬. 紅外與激光工程. 2012(11)
[3]高能激光武器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 任國(guó)光. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2008(09)
[4]脈沖激光對(duì)星載探測(cè)器的干擾和損傷分析[J]. 張英遠(yuǎn),鄭榮山,劉勁松. 電子與信息學(xué)報(bào). 2006(09)
[5]氧化釩薄膜的制備及其光電特性研究[J]. 王宏臣,易新建,陳四海,黃光,李雄偉. 中國(guó)激光. 2003(12)
[6]溶膠-凝膠法的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 黃傳真,艾興,侯志剛,陳元春. 材料導(dǎo)報(bào). 1997(03)
[7]溶膠-凝膠科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀[J]. 趙文軫. 材料導(dǎo)報(bào). 1996(06)
[8]VO2薄膜對(duì)TEACO2激光響應(yīng)特性的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 查子忠,王騏,李學(xué)春,王軍. 光學(xué)學(xué)報(bào). 1996(08)
[9]用非線性光學(xué)原理實(shí)現(xiàn)激光防護(hù)[J]. 查子忠,胡易. 激光技術(shù). 1994(02)
碩士論文
[1]基于等效介質(zhì)理論研究手性光子結(jié)構(gòu)[D]. 練飛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
本文編號(hào)：3622062
【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：52 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
VO2的(a)金紅石R相晶胞和(b)單斜M1、M2相晶胞在低于相變溫度的環(huán)境下，VO2處于無應(yīng)變化學(xué)計(jì)量比的單斜晶系結(jié)構(gòu)（M1相）
中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論子結(jié)構(gòu) R 相中 V4+離子 3d1能級(jí)的分裂示意圖[18]。V4+離子態(tài) eg和對(duì)稱三重簡(jiǎn)并低能態(tài) t2g，t2g能態(tài)又分裂為，dx2-y2軌道沿 cR軸方向形成 d‖帶；dzy軌道、dzx軌道子的 2p 軌道重合，分別形成 π*帶和 π 帶�；诠铝⒓�(jí)分裂是為了與六個(gè)氧原子組成八面體配位；t2g態(tài)t2g態(tài)的正交分裂很小( 0.05eV)，且具有對(duì)稱性，三離子 dx2-y2軌道上的電子與 O2-陰離子 2p 軌道上的電的 d 帶部分被 V 原子的外層電子占據(jù)，VO2表現(xiàn)
從而 VO2晶體的 d 帶部分被 V 原子的外層電子占據(jù)，VO2表現(xiàn)出金屬性。圖 1-2 V4+(3d1)能級(jí)的晶體場(chǎng)分裂示意圖相對(duì)于 R 相，M1 相中 π*帶的能級(jí)有所提升，且高于費(fèi)米能級(jí)；d‖帶發(fā)生了分裂成了兩個(gè)能帶：變窄且完全被電子占據(jù)的 d‖帶和完全未被電子占據(jù)的空帶 d‖*帶與 d‖*帶之間形成了帶隙，帶隙寬度約為 0.7eV。處于 M1 相的 VO2表現(xiàn)出絕緣性 1-3 展示了 R 相和 M1 相的 VO2能帶結(jié)構(gòu)圖。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]快速熱處理溫度對(duì)納米結(jié)構(gòu)二氧化釩薄膜相變特性的影響[J]. 梁繼然,李景朋,侯露輝,李娜,劉星,胡明. 稀有金屬材料與工程. 2017(08)
[2]二氧化釩薄膜對(duì)紅外脈沖功率激光的智能防護(hù)分析[J]. 路遠(yuǎn),凌永順,馮云松,張鵬. 紅外與激光工程. 2012(11)
[3]高能激光武器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 任國(guó)光. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2008(09)
[4]脈沖激光對(duì)星載探測(cè)器的干擾和損傷分析[J]. 張英遠(yuǎn),鄭榮山,劉勁松. 電子與信息學(xué)報(bào). 2006(09)
[5]氧化釩薄膜的制備及其光電特性研究[J]. 王宏臣,易新建,陳四海,黃光,李雄偉. 中國(guó)激光. 2003(12)
[6]溶膠-凝膠法的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 黃傳真,艾興,侯志剛,陳元春. 材料導(dǎo)報(bào). 1997(03)
[7]溶膠-凝膠科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀[J]. 趙文軫. 材料導(dǎo)報(bào). 1996(06)
[8]VO2薄膜對(duì)TEACO2激光響應(yīng)特性的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 查子忠,王騏,李學(xué)春,王軍. 光學(xué)學(xué)報(bào). 1996(08)
[9]用非線性光學(xué)原理實(shí)現(xiàn)激光防護(hù)[J]. 查子忠,胡易. 激光技術(shù). 1994(02)
碩士論文
[1]基于等效介質(zhì)理論研究手性光子結(jié)構(gòu)[D]. 練飛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
本文編號(hào)：3622062
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