摻雜與厚度對薄膜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℃附近會發(fā)生從半導體特性的單斜結構位相到金屬特性的金紅石結構位相的可逆轉變。伴隨著晶體結構相變的發(fā)生，VO2的光學及電學性質也會發(fā)生突變。由于這種相變過程是在皮秒量級上發(fā)生的，并且多次可逆，因此VO2具有誘人的應用前景。
　　在實際應用中，為了避免結構相變引起的體積變化，薄膜VO2被更廣泛地使用。相對于固體材料，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、結構變化，電阻率會在大約1℃的回滯寬度內發(fā)生4個數量級的突變，而多晶薄膜的電阻率數量級變化通常在1~3之間變化，同時多晶VO2薄膜的回滯寬度可以達到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，因此拓寬了它的應用范圍，同時也使得我們對于VO2在某些方面的應用有了更多改進的空間。本文通過研究厚度以及摻雜對VO2薄膜的相變特性的影響，建立起了VO2相變的部分影響機制，實現了對薄膜VO2相變的簡單調制。
　　通過嚴格的

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量VO2薄膜。試驗中，隨著薄膜厚度的增長，VO2 電阻率數量級放大以及回滯寬度收縮被同時發(fā)現，當薄膜厚度增加到463nm時，VO2的電阻突變數量級達到了3.5，但同時回滯寬度卻只有3℃。通過分析影響相變過程的各種因素，我們將這些結果同實驗中薄膜顆粒度擴張這一現象聯系起來，顆粒度對薄膜VO2電阻率數量級以及回滯寬度的影響機制同時得到了建立。
　　另外，本文成功通