本文選題：氧化釩薄膜 + 摻雜　； 參考：《電子科技大學》2015年碩士論文

【摘要】：由于二氧化釩在室溫附近(~68℃)半導體-金屬相變帶來的光電性能突變,使其在許多領域如光電開關、智能窗、光學存儲等都有極大的應用潛力。但二氧化釩多晶薄膜普遍存在相變滯洄寬度大等問題,這將限制其在靈敏度要求高的溫度響應特性場合的應用。因此,二氧化釩多晶薄膜相變特性的調控近年來受到國內外眾多學者的廣泛關注。本文圍繞二氧化釩多晶薄膜相變特性,借助SEM、XRD、Raman、XPS等分析表征手段,探索Ti、Y摻雜對氧化釩薄膜微結構和相變特性的調控作用和機理。另外,由于氧化釩薄膜優(yōu)良的性能而廣泛用作高性能非制冷紅外探測器的熱敏薄膜材料,進一步提高其電阻溫度系數(shù)(TCR)有助于提高器件靈敏度。本文基于Ti、Y摻雜對氧化釩薄膜性能的研究,以嘗試尋求制備無相變、高TCR氧化釩熱敏薄膜的新方法。論文主要研究內容及創(chuàng)新點歸納如下:(1)研究摻Ti對二氧化釩多晶薄膜微結構和相變特性的影響。結果表明:摻Ti對薄膜晶粒尺度有一定抑制作用。摻Ti對薄膜表面形貌的影響則表現(xiàn)出對摻雜量的依賴性:在摻Ti量較低(≤7.7at%)時,從未摻雜時的短蠕蟲狀顆粒變?yōu)榍蛐位蝾惽蛐晤w粒;進一步增加摻Ti量,氧化釩薄膜的顆粒呈現(xiàn)出短棒和類球形相混合的形貌。摻Ti將顯著抑制氧化釩薄膜的相變:相變滯洄寬度顯著降低,相變幅度也明顯降低。摻Ti量的進一步增加,將最終得到無相變高TCR(-4.42%/K)氧化釩薄膜。這為制備無相變高TCR的氧化釩熱敏薄膜提供了一種新方法。(2)提出了通過摻Y制備無相變、高TCR氧化釩熱敏薄膜的新方法。采用低溫反應濺射工藝制備了不同Y含量的氧化釩薄膜。不退火的氧化釩薄膜呈現(xiàn)無定型結構特征,其電阻溫度特性呈現(xiàn)無相變特征。摻Y后其TCR從未摻雜時的2.67%/K提高到3.63%/K;同時,摻Y也大大提高了氧化釩薄膜方阻的環(huán)境穩(wěn)定性。(3)研究了摻Y對二氧化釩多晶薄膜微結構及相變特性的影響機制。采用低溫反應濺射和原位氣氛退火相結合的工藝,制備了摻Y二氧化釩多晶薄膜。薄膜中,Y以Y3+形式存在;摻Y和未摻雜二氧化釩薄膜都具有典型的單斜相晶體結構。摻Y顯著抑制了薄膜顆粒尺度和晶粒尺度。但摻Y后氧化釩薄膜仍表現(xiàn)出典型相變特征。由于摻Y增加了相變時的異質成核密度,適當?shù)膿诫s可以將二氧化釩多晶薄膜的相變滯洄寬度從10.6℃降低至4.6℃。進一步增加摻Y量,其相變滯洄寬度又由于尺寸效應而逐漸增加,甚至接近于未摻雜氧化釩薄膜的相變滯洄寬度。
[Abstract]:Due to the sudden change of photoelectric properties caused by the semiconductor / metal phase transition of vanadium oxide near room temperature (68 鈩，

本文編號：1869175