调整VO2薄膜相变特性和TCR的制备及辐照方法

采用不同的真空还原时间、真空退火温度和衬底制备出了VO2薄膜,并对制备出的薄膜进行电子辐照.通过测试辐照前后的VO2薄膜相变电学性能及低温半导体相电阻温度系数(TCR),表明不同的制备工艺和不同注量的电子辐照可明显改变VO2薄膜相变过程中电学性能,提高薄膜的电阻温度系数.对影响VO2热致相变薄膜电学性能及电阻温度系数的因素进行了讨论.     

相变型VO2薄膜的制备及其特性的研究

利用反应离子束溅射和后退火工艺制备一种新的相变型VO2薄膜,对该薄膜进行电学测试、XRD和光学透过率的测试。这种工艺制备出的相变型VO2薄膜相变温度更接近室温,XRD显示这种薄膜中有VO2、V2O5成分的存在。对这种薄膜的光学透过率测试表明,低温下薄膜的透过率是高温下薄膜透过率的近5倍。通过实验可以看出,氧气分压、退火温度、退火时间是影响制备新型相变型VO2薄膜的重要因素。     

利用制备参数的改变调整VO2薄膜的电阻温度系数

利用真空还原方法,通过合理控制时间和真空退火温度,制备出具有优良热致相变特性的VO2薄膜,并对不同真空还原时间、真空退火温度和衬底条件下制备的VO2薄膜结构和半导体相的电阻温度系数进行了研究。结果表明,不同制备参数对所得薄膜的结构的结构和价态有显著影响,从而对VO2的电阻温度系数产生较大调整。     

快速热处理对磁控溅射VO2薄膜光电特性的影响

采用反应磁控溅射法制备二氧化钒(VO2)薄膜,并对其进行快速热处理(RTP)。主要研究500℃快速热处理10、15、20s工艺条件下VO2薄膜结晶状况和光电性能的变化。在20℃～80℃温区内,应用四探针薄膜电阻测试方法和太赫兹时域频谱技术(THz-TDS)测量了各样品的电学相变特性和光学相变特性。结果表明,经过快速热处理的样品电学相变幅度均达到了2个数量级以上;THz波的透射率在半导体-金属相变前后的最大变化达到了57.9%。同时发现,热处理500℃,10s时VO2的电学和光学相变幅度相对要大,当热处理时间达到15s左右时薄膜的相变幅度变化不再明显。快速热处理时间的长短对热致相变温度点的影响较小,但热致电学相变和光学相变的相变温度点不同:光学相变的温度为60℃左右,电学相变温度则在56℃附近。     

制备过程中对VO_2薄膜热致相变光电性能的控制

本文利用真空还原V2 O5的方法制备出优质对VO2 薄膜 ;研究了不同真空还原时间VO2 薄膜热致相变过程中光电性能的影响 ;利用XPS、XRD对薄膜的化学状态和结晶状态进行了研究。制备的薄膜高 /低温电阻变化最大达到三个数量级 ,90 0nm处的光学透过率在相变前后改变了 40 %左右 ,热致相变性能优良。讨论了不同的真空还原时间下VO2 薄膜热滞回线的宽度、相变温度点以及高低温光透射性能。最后给出了最佳真空还原时间。     

退火对IBED氧化钒薄膜结构和性能的影响

对离子束增强沉积(IBED)氧化钒薄膜作不同条件的退火，用X射线衍射分析薄膜的晶体结构；用电阻．温度测试分析了薄膜的热电阻温度系数。实验发现，沉积薄膜存在一个形成二氧化钒结构的临界结晶温度，该温度随薄膜制备时离子束增强沉积条件的不同而改变。退火温度低于临界结晶温度时，很难使薄膜结晶成二氧化钒结构；高于临界温度较多的退火或形成VO2结构后再长时间退火，都会使VO2多晶薄膜中的钒分解降价，使薄膜的结构退化、性能变差。IBED多晶VO2薄膜在室温附近的电阻温度系数可达到4％／K以上。     

射频磁控溅射氧化钒薄膜的结构与性能研究(英文)

以非制冷微测辐射热计型红外探测器应用为需求背景,采用射频磁控溅射技术在300℃低温条件下制备了氧化钒薄膜。采用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、能量色散谱(EDS)及X射线光电子能谱(XPS)技术表征了薄膜的结晶状态、微观结构与化学组成。采用四探针技术研究了薄膜的电学性能。结果表明该薄膜主要为非晶态的二氧化钒(VO2),并具有光滑的表面形貌。这种非晶VO2薄膜在22～100℃温度范围内不存在半导体-金属相变。100 nm厚的非晶VO2薄膜室温下的面电阻为600 kΩ/□,同时表现出-2.1%/℃的较高电阻温度系数(TCR),这表明该薄膜有希望用于非制冷微测辐射热计型红外探测器。     

a-GaAs薄膜电学及光学性质的研究

本文报导了用PECTD法制备的a-GaAs样品的基本电学和光学性质,未掺杂的a-GaAs薄膜在室温下呈N型,相应的电子漂移迁移率为10~(-2)～10~(-3)cm~2/V.s。讨论了a-GaAs薄膜材料组分配比的变化对其电学性质的影响及薄膜的热退火特性。     

沉积温度及热处理对AZO纳米叠层薄膜性能的影响

采用原子层沉积技术(ALD)在石英片和n型(100)Si上沉积高阻氧化锌铝(AZO)纳米叠层薄膜,通过扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和X射线衍射仪(XRD)和体积表面电阻率测试仪对薄膜的表面形貌、晶体结构及电学性能进行表征分析,分别研究了不同沉积温度及退火温度对薄膜结构及性质的影响。研究结果表明AZO薄膜存在最优的生长温度窗口为170～200℃,同时发现,经过退火处理的薄膜电阻率明显增大,且适当的退火有助于薄膜结构的优化,经过400℃下退火4 h后的薄膜电阻趋于稳定,可作为微通道板(MCP)打拿极高阻导电层材料。     

新型VO_2相变薄膜的制备

采用离子束溅射和退火工艺制备了一种新的相变型薄膜VO2。此种薄膜的方块电阻为120～148kΩ,电阻-温度关系曲线显示该薄膜的相变温度接近室温。SEM分析表明,所制备的薄膜致密均匀。样品的明场透射电子显微图像显示,制备的薄膜是多晶薄膜,晶粒尺寸达到纳米数量级。XRD分析表明,该薄膜的成分中除了含有VO2外,还含有V2O5,说明该工艺制备的是含有VO2的混合物,而不是纯VO2薄膜。     

退火温度对WO_3薄膜结构及气敏性能的影响

采用直流磁控溅射法制备了WO3薄膜,并在350~550℃时对薄膜进行退火处理,研究了退火温度对薄膜结构及气敏性能的影响。结果表明:退火前及350℃退火后的薄膜为非晶态,450℃和550℃退火后的薄膜为WO3–x型晶态;随退火温度的提高,薄膜厚度增加,晶粒度增大。550℃退火后薄膜的厚度,较450℃退火后薄膜厚30nm,晶粒度相差8nm;450℃和550℃退火后的薄膜,在150℃时对体积分数为0.05%的NO2的灵敏度接近于22。     

The TCR of Ni24.9Cr72.5Si2.6 thin films deposited by DC and RF magnetronsputtering

The temperature coefficient of resistance (abbreviated as TCR) of thin film resistors on some sensor chips,such as thermal converters,should be less than several ppm/℃.However,the TCR of reported thin films is larger than 5 ppm/℃.In this paper,Ni_24.9Cr_72.5Si_2.6 films are deposited on silicon dioxide film by DC and RF magnetron sputtering.Then as-deposited films are annealed at 450℃ under different durations in N₂ atmosphere. The sheet resistance of thin films with various thickness and annealing time are measured by the four probe resistivity test system at temperature of 20,50,100,150,and 200℃ and then the TCR of thin films are calculated. Experimental results show that the film with the TCR of only-0.86 ppm/℃ can be achieved by RF magnetron sputtering and appropriate annealing conditions.     

磁控溅射纳米VO_2（B相）热敏薄膜的制备

利用磁控反应溅射镀膜方法在低温（250℃）条件下制备了主要成分为B相亚稳态二氧化钒（VO2）的薄膜材料。电学性能测试表明：室温下该薄膜的方块电阻为50kΩ左右,电阻温度系数为-2.4%/K,可以作为非致冷红外微测热辐射热计的热敏材料。     

磁控溅射结合快速热处理制备相变氧化钒薄膜

采用直流对靶磁控溅射结合快速热处理工艺制备了具有金属-半导体相变特性的氧化钒(VOx)薄膜。利用XRD,XPS和SEM对薄膜结晶结构、薄膜中V的价态与组分及表面微观形貌进行分析,利用四探针测试法及太赫兹时域频谱系统对薄膜的电学和光学特性进行测量。结果表明:新制备VOx薄膜以非晶态V2O5为主;350℃,30 s快速热处理后,薄膜中V的整体价态降低,表面颗粒分布更加致密;500℃,30 s快速热处理后,薄膜中VO2(002)向单斜结构的VO2(011)转变,VO2(011)占主要成分,薄膜显示出明显的金属-半导体相变特性,方块电阻下降达到3个数量级,太赫兹透过率下降接近70%,热致相变性能良好。     

氧化热处理对VO2薄膜特性的影响研究

采用直流磁控溅射法,结合氧化法热处理在硅基底上制备VO2薄膜,通过SEM、XRD、XPS、FTIR红外透射率等测试,从多角度分析了氧化热处理对VO2薄膜截面结构、晶相成分、成分价态、红外透射率相变特性的影响。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,氧化热处理有利于VO2晶粒生长并增加薄膜致密性,同时其红外透射率具有明显相变特性,相变温度为60.5 ℃,3~5 m、8~12 m波段的红外透射率对比值达到99.5%,实现了对红外波段辐射的开关功能,适合应用于红外探测器的激光防护研究,同时可为深入研究对薄膜的氧化热处理提供参考依据。     

退火温度对Cr-Si压阻薄膜电性能的影响

采用射频磁控溅射法在氧化铝陶瓷基底上制备了Cr-Si-Ni-Ti压阻薄膜,研究了不同退火温度对薄膜电性能的影响.结果表明:在溅射态及退火温度低于600℃时,薄膜为非晶态.随着退火温度的升高,薄膜的电阻温度系数(TCR)逐渐增大,应变因子(GF)先增大后减小,室温电阻率(ρ)则逐渐降低.在退火温度为300℃时,Cr-Si...     

Effect of the Structure and Valence State on the Properties of VO2 Thin Films

VO2 thin films with good switching properties were prepared by controlling the annealing time and the annealing temperature in a vacuum system.The structural,optical and electrical properties of the samples were cahracterized by using XRD,XPS,UV-VIS and electrical measurements.The witching parameters of VO2 thin film were investigated too.The results indicate that before and after phase transition the resistance of VO2 thin films changes aobut three orders of magnitude,the variation of film transmittance of 40% has been carried out with the absorptivity switching velocity of about 0.2607/min at 900 nm.The structural property of samples has been improved but the phase-transition properties have been decreased by increasing the annealing time and annealing temperature.The valence of V ions and the structure of samples have great effect on phase transition properties of VO2 thin films.Discussion on the effecs of annealing time and annealing temperature on the phase-transition temperature and hysteresis width shows that the best reasonable annealing tiem and annealing temperatre can be achieved.     

非致冷红外探测器用氧化钒多晶薄膜的制备

采用离子束溅射镀膜和氧化工艺在Si(110)和石英衬底上制备了用于非致冷红外探测器阵列热敏材料的混合相氧化钒多晶薄膜．扫描电子显微镜(SEM)照片显示：薄膜表面呈针状晶粒状,而且薄膜表面光滑、致密,均匀性好．测试结果表明：氧化钒薄膜的方块电阻和电阻温度系数(TCR)在20℃分别为50KΩ和-0.021K^-1。