二氧化釩(VO2)在68℃會發(fā)生半導(dǎo)體相-金屬相的可逆相變。伴隨著相變,VO2的光學(xué)、電學(xué)和磁學(xué)等性質(zhì)會發(fā)生突變。正是由于這一特性,VO2可以應(yīng)用于智能窗、激光防護(hù)、光電開關(guān)以及非制冷紅外探測器等方面。本文基于智能窗的應(yīng)用,研究了VO2薄膜的制備及其熱致變色性能。首先以金屬釩為靶材,采用直流反應(yīng)磁控濺射法在石英玻璃片上制備了V02薄膜,主要研究了不同氧氬流量比對氧化釩薄膜的物相結(jié)構(gòu)、表面形貌、釩的價態(tài)以及光學(xué)性能的影響。其次,制備了W摻雜V02薄膜,研究了W摻雜濃度對VO2薄膜晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌、元素價態(tài)以及熱致變色性能的影響。最后,采用射頻磁控濺射法在石英玻璃和W摻雜VO2薄膜之間制備了AZO薄膜,研究了AZO膜層對VO2薄膜的物相結(jié)構(gòu)、表面形貌以及光學(xué)性能的影響。采用的測試分析方法有:XRD、SEM、XPS以及UV-VIS-NIR。主要結(jié)論如下:(1)直流反應(yīng)磁控濺射法制備了VO2薄膜。隨著氧氬流量比的升高,薄膜中釩的價態(tài)不斷升高,當(dāng)O2/Ar=4%時,可以制備出純相的V02薄膜。在此條件下,V02薄膜的可見光積分透射率(Tlum)為48.25%,太陽光透過率調(diào)制能力(ATsol)為...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 VO₂的基本性質(zhì)
        1.2.1 VO₂的晶體結(jié)構(gòu)與特性
        1.2.2 VO₂的相變機(jī)理
    1.3 VO₂薄膜的制備方法
        1.3.1 溶膠-凝膠法
        1.3.2 真空蒸鍍法
        1.3.3 脈沖激光沉積法
        1.3.4 磁控濺射法
    1.4 VO₂薄膜的應(yīng)用
        1.4.1 智能窗
        1.4.2 激光防護(hù)
        1.4.3 光電開關(guān)
        1.4.4 非制冷紅外探測器
        1.4.5 光存儲材料
    1.5 VO₂薄膜光學(xué)性能改性研究
        1.5.1 降低VO₂薄膜相變溫度的方法
        1.5.2 提高VO₂薄膜光學(xué)性能的方法
    1.6 本論文的研究內(nèi)容及意義
        1.6.1 研究意義
        1.6.2 研究內(nèi)容
第二章 實驗與測試
    2.1 實驗材料
        2.1.1 靶材的選擇
        2.1.2 基片的清洗
    2.2 實驗儀器
        2.2.1 超聲波清洗器
        2.2.2 磁控濺射設(shè)備與工作原理
        2.2.3 石英管式爐
    2.3 實驗方法
    2.4 薄膜制備的工藝流程
    2.5 表征方法
        2.5.1 場發(fā)射掃描電子顯微鏡
        2.5.2 X射線衍射儀
        2.5.3 X射線光電子能譜
        2.5.4 紫外-可見-近紅外分光光度計
第三章 磁控濺射法制備VO₂薄膜的結(jié)構(gòu)及其光學(xué)性能
    3.1 研究背景
    3.2 實驗部分
        3.2.1 氧化釩薄膜的制備
        3.2.2 氧化釩薄膜的測試表征
    3.3 實驗結(jié)果與分析
        3.3.1 O₂/Ar流量比對氧化釩薄膜結(jié)構(gòu)的影響
        3.3.2 O₂/Ar流量比對氧化釩薄膜表面形貌的影響
        3.3.3 O₂/Ar流量比對氧化釩薄膜價態(tài)的影響
        3.3.4 VO₂的相變溫度和光學(xué)性質(zhì)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 W摻雜濃度對VO₂薄膜組織與性能的影響
    4.1 研究背景
    4.2 實驗部分
        4.2.1 W摻雜VO₂薄膜的制備
        4.2.2 W摻雜VO₂薄膜的測試表征
    4.3 實驗結(jié)果與分析
        4.3.1 摻雜濃度
        4.3.2 W摻雜對VO₂薄膜結(jié)構(gòu)的影響
        4.3.3 W摻雜對VO₂薄膜表面形貌的影響
        4.3.4 摻雜樣品的光學(xué)性質(zhì)和相變溫度
    4.4 本章小結(jié)
第五章 W摻雜VO₂/AZO復(fù)合薄膜的結(jié)構(gòu)及其光學(xué)性能
    5.1 研究背景
    5.2 實驗部分
        5.2.1 W摻雜VO₂/AZO薄膜的制備
        5.2.2 W摻雜VO₂/AZO薄膜的測試表征
    5.3 實驗結(jié)果與分析
        5.3.1 濺射功率對AZO薄膜晶體結(jié)構(gòu)的影響
        5.3.2 濺射功率對AZO薄膜表面形貌的影響
        5.3.3 W摻雜VO₂/AZO雙層薄膜的晶體結(jié)構(gòu)
        5.3.4 W摻雜VO₂/AZO雙層薄膜的表面形貌
        5.3.5 W摻雜VO₂/AZO雙層薄膜的光學(xué)性能
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況
致謝



本文編號：4022440