濺射氧化耦合法合成W摻雜VO2納米薄膜及其性質的研究.pdf

1、VO2薄膜作為一種溫度相變特性的功能材料，具有較高的熱電阻、溫度系數，一直被科學界廣泛關注。當溫度近68℃時，VO2薄膜發(fā)生從低溫單斜結構向高溫四方金紅石結構的轉變并伴隨光學、磁學、電學性質的可逆性突變，由于這種特性，使得VO2薄膜具有廣泛的應用。但由于VO2的相變溫度(Tc)近68℃，限制了VO2的一些應用，現在發(fā)現VO2納米薄膜具有一些更優(yōu)異的性能。因此，尋求更簡單的方法合成高質量、低相變溫度(室溫附近)的VO2納米薄膜是近來VO2

2、薄膜的研究熱點。
　　 研究表明通過對VO2摻雜可以將相變溫度降低到室溫甚至室溫以下。本文采用濺射氧化耦合法，以Al2O3(001)為基底，制備了W摻雜VO2納米薄膜；首先，通過對不同氧化溫度下樣品的研究可知，W摻雜VO2納米薄膜最佳氧化溫度為430℃；其次，采用四探針測試儀測試了薄膜在不同溫度下的方塊電阻，從而確定了VO2和W摻雜VO2納米薄膜的相變溫度從68℃下降至40℃：然后，運用掃描電子顯微鏡(SEM)和X射線光電子能譜

3、儀(XPS)分別對薄膜的微觀結構以及組分進行了分析；最后，利用紫外至紅外(250-2500nm)光譜儀測試了薄膜在常溫和高溫下的透過率并通過Film Wizard軟件對薄膜的透過率的擬合，獲得了薄膜的光學常數如：折射率(n)和消光系數(k)隨光電子能量(E)變化的關系曲線。根據電阻-溫度曲線和XPS測試結果，認為W的摻雜量與薄膜相變溫度的變化量具有一定的線性關系；在W摻雜VO2納米薄膜中隨著W摻雜量的增加，薄膜的相變溫度逐漸下降，但相變

4、前后薄膜的電阻數量級變化量和紅外透過率改變量愈來愈不明顯；W摻雜VO2納米薄膜的光學折射率(n)和消光系數(k)相比VO2薄膜也發(fā)生有規(guī)律的變化。運用公式分別計算出W摻雜VO2納米薄膜樣品的能帶，結果表明，隨著W的摻雜量的增加薄膜能帶逐漸下降。
　　 本論文也對濺射氧化偶合法(SOC)和目前常用的摻鎢二氧化釩薄膜的的制備技術進行了較為全面的介紹和比較?？梢钥闯?，濺射氧化偶合法(SOC)對于其它制備技術來說，其突出優(yōu)點是成本低、成