氧化釩薄膜金屬-絕緣體相變特性研究.pdf

1、本文采用兩種制備方法在Si3N4基底上制備得到具有金屬-絕緣體相變特性的氧化釩薄膜，即：一、離子束濺射高價(jià)非穩(wěn)態(tài)氧化釩薄膜和還原熱處理制備；二、直流對(duì)靶磁控濺射氧化釩薄膜和真空熱處理制備。
　　 通過實(shí)驗(yàn)獲得第一種方法的最佳制備工藝參數(shù)為：氧氣比例：16.34％，進(jìn)氣流量為22SCCM，基底溫度為室溫，濺射壓強(qiáng)5×10-2Pa，濺射功率88W，濺射時(shí)間20min，熱處理溫度400℃，保溫時(shí)間2h。采用AFM、XPS、XRD等儀器

2、對(duì)薄膜的表面形貌、結(jié)構(gòu)成分、結(jié)晶取向等進(jìn)行了分析。用FT-IR、萬(wàn)用表和加熱器等設(shè)備對(duì)薄膜進(jìn)行熱致相變研究獲得了薄膜電阻隨溫度變化關(guān)系曲線和薄膜紅外透過率隨溫度變化曲線。這些曲線都證明了薄膜具有金屬-絕緣體相變特性，其相變溫度為59℃，相變幅度超過兩個(gè)數(shù)量級(jí)。還進(jìn)行了薄膜光致相變特性的初步研究，證明了薄膜在特定波長(zhǎng)的激光照射下通過改變光功率值可以得到氧化釩薄膜的相變特性。
　　 通過實(shí)驗(yàn)獲得第二種方法的最佳制備工藝參數(shù)為：本體真

3、空5.0×10-4pa，氬氣與氧氣的比例為48：0.8，基底溫度為室溫，濺射壓強(qiáng)為2.0Pa，濺射功率為210W，濺射時(shí)間為30min，熱處理溫度600℃，保溫時(shí)間3小時(shí)。并對(duì)熱處理前后氧化釩薄膜樣品分別采用了SEM分析表面形貌和晶粒尺寸，XPS分析結(jié)構(gòu)成分，XRD分析結(jié)晶狀態(tài)。通過控溫裝置和電阻測(cè)試裝置測(cè)定并繪制了薄膜樣品的電阻隨溫度變化關(guān)系曲線。發(fā)現(xiàn)經(jīng)熱處理后氧化釩薄膜出現(xiàn)了金屬-絕緣體相變特性，相變溫度約為55℃，相變幅度接近兩個(gè)