摻雜與厚度對(duì)薄膜VO2相變特性的影響.pdf

1、VO2固體氧化物是一種典型的熱致相變功能材料，在68℃附近會(huì)發(fā)生從半導(dǎo)體特性的單斜結(jié)構(gòu)位相到金屬特性的金紅石結(jié)構(gòu)位相的可逆轉(zhuǎn)變。伴隨著晶體結(jié)構(gòu)相變的發(fā)生，VO2的光學(xué)及電學(xué)性質(zhì)也會(huì)發(fā)生突變。由于這種相變過(guò)程是在皮秒量級(jí)上發(fā)生的，并且多次可逆，因此VO2具有誘人的應(yīng)用前景。
　　在實(shí)際應(yīng)用中，為了避免結(jié)構(gòu)相變引起的體積變化，薄膜VO2被更廣泛地使用。相對(duì)于固體材料，VO2薄膜的相變特性變化范圍更大，更加不確定。在塊狀VO2中，伴隨著

2、結(jié)構(gòu)變化，電阻率會(huì)在大約1℃的回滯寬度內(nèi)發(fā)生4個(gè)數(shù)量級(jí)的突變，而多晶薄膜的電阻率數(shù)量級(jí)變化通常在1~3之間變化，同時(shí)多晶VO2薄膜的回滯寬度可以達(dá)到36℃左右的寬度。薄膜材料的使用，使得VO2的相變特性更加多變，因此拓寬了它的應(yīng)用范圍，同時(shí)也使得我們對(duì)于VO2在某些方面的應(yīng)用有了更多改進(jìn)的空間。本文通過(guò)研究厚度以及摻雜對(duì)VO2薄膜的相變特性的影響，建立起了VO2相變的部分影響機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)薄膜VO2相變的簡(jiǎn)單調(diào)制。
　　通過(guò)嚴(yán)格的

3、控制變量法，本文成功地使用濺射氧化耦合方法制備了不同厚度的高質(zhì)量VO2薄膜。試驗(yàn)中，隨著薄膜厚度的增長(zhǎng)，VO2 電阻率數(shù)量級(jí)放大以及回滯寬度收縮被同時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)薄膜厚度增加到463nm時(shí)，VO2的電阻突變數(shù)量級(jí)達(dá)到了3.5，但同時(shí)回滯寬度卻只有3℃。通過(guò)分析影響相變過(guò)程的各種因素，我們將這些結(jié)果同實(shí)驗(yàn)中薄膜顆粒度擴(kuò)張這一現(xiàn)象聯(lián)系起來(lái)，顆粒度對(duì)薄膜VO2電阻率數(shù)量級(jí)以及回滯寬度的影響機(jī)制同時(shí)得到了建立。
　　另外，本文成功通