二氧化钒薄膜制备及其相变机理研究分析

VO2是一种固态热致变色材料,随着温度的变化它的晶态结构会从半导体态相变到金属态,而且相变可逆.由于相变前后电、磁、光性能有较大的变化,这使得它成为一种有前景的电/光转换、光存储、激光保护和智能窗材料.本文综述VO2膜的制取方法及相变机理的研究进展.     

掺杂VO_2的制备方法及其对性能的影响

VO2是一种温感相变材料,在68℃左右它从低温半导体相向高温金属相转变,同时其光学和电学性质发生突变.通过掺杂可以调整VO2的相变温度,掺杂VO2在建筑用节能窗等方面有广阔的应用前景.综述了掺杂VO2粉体和掺杂VO2膜的制备方法和性能,讨论和分析了制备方法、掺杂工艺、基片选择与预处理、掺杂离子性质、复合掺杂离子种类对VO2结构和性能的影响.指出化合价大于V4+的掺杂剂能使VO2相变温度降低,化合价小于V4+的掺杂剂能使VO2相变温度升高,化合价等于V4+的掺杂剂,其离子半径大于V4+的能使VO2的相变温度降低,离子半径小于V4+的能使VO2的相变温度升高.提出了掺杂VO2研究中存在的问题,对掺杂VO2的研究趋势进行了展望.     

二氧化钒薄膜制备及其相变机理研究分析

VO2是一种固态热致变色材料，随着温度的变化它的晶态结构会从半导体态相变到金属态，而且相变可逆。由于相变前后电、磁、光性能有较大的变化，这使得它成为一种有前景的电／光转换、光存储、激光保护和智能窗材料。本综述VO2膜的制取方法及相变机理的研究进展。     

VO2的相变原理及影响相变的因素

VO2是一种热致变色材料,在T1=68℃时发生从低温的单斜相向高温四方相转变,同时伴随着光、电、磁性能的突变,这些优异特性使其具有好的应用前景.本文综述了VO2相变过程中结构和能带的变化特征及其影响相变的因素,这对其应用具有重要的理论及实际意义.     

二氧化钒的制备及应用研究

文章介绍了VO2的晶体结构及在智能温控材料方面的应用,综述了掺杂对VO2相变温度的调控和作为光学减反膜对可见光透过率的调控,分析了掺杂离子的性质、种类对VO2相变温度的影响,并对VO2的制备方法及其超细粉体的研究进展进行了总结。     

VO_2(M/R)复合薄膜的研究进展

VO2(M/R)薄膜相变前后的红外透过率、电阻率变化显著,在光学、电学开关等领域极具应用潜力。VO2(M/R)复合薄膜能克服纯相材料本身的不足,还可以引入新的性能和结构。综述了VO2(M/R)复合薄膜的特点和主要性能,总结了薄膜的复合方式,讨论了复合薄膜制备中存在的问题,并结合近年的相变机理、制备工艺、复合方式等报道展望了VO2(M/R)复合薄膜的研究发展前景。     

原子层沉积制备VO_2薄膜及特性研究

原子层沉积(ALD)技术在制备薄膜时因具有厚度精确可控、三维均匀性好以及可以实现大面积成膜和低的成膜温度等优点而使其在各个领域受到广泛关注。本文采用ALD技术,以VO(acac)2和O2分别为钒源和氧源,使用不同的沉积温度(420~480℃)和退火条件(自然冷却、4和8h程序降温)在玻璃基底表面制备VO2薄膜。通过X-射线光电子能谱、X-射线衍射以及扫描电镜对薄膜的价态、结晶状况及表面微观形貌进行表征;通过四探针测试仪对所制备薄膜的半导体-金属相变特性进行了研究。实验结果表明:VO2薄膜相变特性与其微观结构和晶体取向有着直接关系。选择ALD脉冲时序为[10s-20s-20s-20s],循环周期数为300,在450℃沉积且采取自然冷却所制备的VO2薄膜结晶状态良好,相变前后薄膜方块电阻突变量大,具有良好的热致相变特性。因此,该ALD技术可以制备相变特性较好的VO2薄膜。     

控制NH4VO3分解及产物间反应制备VO2的研究

VO2是一种温感相变材料,68℃左右它从低温半导体相向高温金属相转变,同时其光学和电学性质发生突变.由于V与O之间可以形成任意化学配比的VxOy,,所以纯VO2的制备过程复杂难以控制.采用单一原料NH4VO3,在化学计量反应计算的基础上将其装入刚玉坩埚,置于特制的高压釜中,升温至1000K,反应60min,自然冷却得蓝黑色VO2样品.利用X射线衍射、扫描电镜和差示扫描量热法对样品进行表征与测试.结果表明,所制备的样品为VO2多晶粉末.粒度为几至几十微米,具有相变特性.相变温度为343.53K,相变过程是吸热过程,相变焓为43.75J/g.目前,该方法是合成VO2研究中最简单易行的方法.     

磁控溅射制备VO_2薄膜及其红外相变特性

采用直流磁控溅射法与氧化法热处理相结合的工艺,在Si基底上制备VO2薄膜,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)透射率测试,分析了VO2薄膜截面结构、晶相成分、成分价态及红外透射率相变特性。实验分析表明,采用直流磁控溅射与氧化热处理相结合的方法,可获得主要成分为具有明显择优取向单斜金红石结构VO2(011)晶体的氧化钒薄膜,其红外透射率具有明显相变特性,相变中心温度为57.5℃,3~5μm、8~12μm波段的红外透射率对比值达到99.5%,适合应用于红外探测器的激光防护研究。     

射频磁控溅射纳米二氧化钒薄膜的电致相变特性

采用射频磁控溅射方法和热处理工艺制备了二氧化钒（VO2）薄膜,并制作了金属钨／VO2／金属钨三明治结构,通过改变金属钨／VO2／金属钨三明治结构中VO2薄膜与金属钨电极的接触面积,研究了VO2薄膜的电致相变特性．采用x射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、四探针和半导体参数测试仪对VO2薄膜的结晶取向、表面形貌、方块电阻和,I-V特性进行了测试．实验结果表明,所制备的VO2薄膜为具有热致相变特性的单一组分VO2纳米薄膜,在热激励下,薄膜的方块电阻相变幅度达到2个数量级;在电压的激励下,VO2薄膜与金属钨的接触面积为12μm×12um时,电流发生跳变的阁值电压为9．4V,随着接触面积的减小,闽值电压也逐渐降低．     

VO2薄膜的结构、光学特性及其应用研究进展

VO2具有4种多晶型结构.其中,VO2(M)向VO2(R)的转变是可逆的,并伴随着光、电、磁等物理性能的急剧变化.从晶体学角度描述了具有可逆相变特性的VO2的晶体结构,介绍了VO2薄膜在可见光-红外光波段的高低温光谱研究情况及激光辐照下VO2薄膜的突变特性.在应用原理分析的基础上综述了VO2薄膜光学特性方面的最新应用情况.     

磁控溅射法在玻璃基片制备VO_2薄膜的结构与性能

采用射频磁控溅射法在玻璃基片上制备了VO2薄膜。采用XRD、AFM和红外光谱仪研究了不同基片温度所得薄膜的结构、光学性能和相变特性。实验结果表明,薄膜的结晶程度随基片温度的增加而增加,并且VO2具有(011)择优取向。基片温度在400℃以上的VO2薄膜均出现较好的相变特性,500℃时的薄膜相变特性最佳。薄膜的红外透过率随着沉积温度的增加而逐渐增加。     

1.7MeV电子束在VO2热致相变薄膜中引起的结构和光电性能的变化

利用能量为1.7MeV,注量分别为10^13-10^15/cm^2的电子辐照VO2薄膜,采用XPS,XRD等测试手段对电子辐射前后的样品进行分析,并采用光透射性能和电光性能测试研究了电子辐照对样品相变过程中光电性能的影响,结果表明电子辐照在VO2薄膜中出现变价效应,产生新的X射线衍射峰,带来薄膜化学成分的变化,电子辐照在样品中产生的这些变化对VO2的热致相变特性有明显影响。     

真空退火温度对VO2粉末相变性能的影响

用化学方法配合适当的真空退火工艺制备了具有较好电、光相变性能的VO2粉末.分析了经过不同真空退火工艺处理所得试样的XRD、XPS谱图、相变性能,得到了真空退火温度与VO2粉末相变性能之间的关系.     

二氧化钒相变分析及应用

二氧化钒是一种热致变色材料,块体VO2在68℃时会从高温的西方晶系相变到低温的单斜晶系,而且相变可逆。由于其相变的特殊性,使VO2有广泛的应用。本文分析了二氧化钒相变晶体学、热力学和动力学特征;探讨了影响VO2薄膜相变的因素,并将薄膜相变特性和膜的制取及应用结合起来,以期更好地探讨二氧化钒相变的应用研究。     

热致VO2薄膜在激光防护方面的应用研究

VO2是一种固态热致变色材料,它的晶态结构可以在半导体-金属-绝缘体之间可逆转变。介绍了VO2的相变特性,研究了氧化钒的相变机理。根据激光对光电探测器的损伤机理,研究了氧化钒薄膜对激光的智能防护,并对其进行了计算和分析。结果表明,当一束激光照射VO2薄膜防护的探测器时,VO2薄膜可以在激光对探测器造成损伤之前完成相变,从而保护探测器,因此可用于探测器针对强激光的智能防护。     

VO2薄膜的制备及其热致相变特性研究

以双氧水和V2O5粉末为前驱体制备出V2O5溶胶,然后在云母基底上成膜,通过后续热处理退火得到优异相变性能的VO2薄膜。采用SEM、XRD分析薄膜形貌和微观结构,利用FT-IR等检测薄膜的光学性质。实验表明,VO2薄膜在云母基底上沿(011)晶面择优取向生长,颗粒生长致密且大小分布均匀。薄膜具有优异的相变陡然性,相变温度及滞后温宽都较低。在红外波段,相变前后透过率及反射率变化都较大,对红外光调节性能较好;在可见光波段,薄膜在相变前后都具有较高可见光透过率。     

纳米VO2粉体的制备及性能特征

应用氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O为前驱体,低温下在空气和氮气的混合气流中热分解,制得不同整比性、不同结晶态的纳米VO2粉体.研究结晶态、准结晶态和无定形纳米VO2粉体对气体的吸附性能.DSC.测定结果表明VO2 025在70.1℃出现相变并且在VO1.958～VO2.071范围内具有最大相变热.测定了不同整比VOx的晶胞参数,单斜VO2的晶胞体积从缺氧VO2到富氧VO2线性增加.     

低温热氧化处理温度与时间对氧化钒薄膜性能的影响

采用直流对靶磁控溅射氧化钒薄膜再附加热氧化处理的方式进行金属-半导体相变特性氧化钒薄膜的制备,研究了低热处理温度下热处理温度与时间对氧化钒薄膜组分、晶体结构和相变性能的影响.新制备的氧化钒薄膜为V2O3和VO的混合相.经300℃/1h热处理后,薄膜内出现单斜结构VO2,薄膜具有相变特性;保持热处理时间不变,升高热处理温度至360℃,薄膜表面变得致密,致密的薄膜表面阻碍了氧气与薄膜内部V2O3和VO的反应,VO2成分含量与300℃/1h处理时的含量接近;增加热处理温度并延长热处理时间,如热处理条件为320℃/3h时,薄膜内VO2成分大量增多,电阻值变化幅度超过两个数量级;在300～360℃的热处理温度区间内,薄膜内V2O3和VO不断向VO2转变,相变性能变好,但对VO2的单斜金红石结构没有影响.     

无机盐离子对多孔VO_2薄膜微观形貌及热致相变性能的影响

以云母(001)为衬底,采用无机溶胶-凝胶法,通过添加表面活性剂十二烷三甲基溴化铵(CTAB),以及加入同一元素族、不同粒径的无机盐离子Li+、Na+、K+和同一周期、不同价态的Na+、Mg2+、Al3+制备多孔VO2薄膜。采用SEM、FT-IR等手段分析薄膜的微观形貌特征和热致相变性能。结果表明,不同化合价、不同粒径的无机盐离子对多孔VO2薄膜的颗粒尺寸分布、微观形貌以及热致相变性能产生影响。