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。     

氧化热处理对VO2薄膜红外光学相变特性的影响

采用直流磁控溅射法在硅基底上制备VO2薄膜,并对薄膜氧化热处理。分别对热处理前后薄膜进行X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)透射率测试,分析了热处理对VO2薄膜晶相成分与红外透射率相变特性的影响。实验分析表明,经热处理的VO2发生非晶态向晶态转变,单斜金红石结构VO2(011)晶体具有明显择优取向,晶粒尺寸均匀度提高,且薄膜的红外透射率具有明显相变特性,相变温度为60.5℃,3~5μm、8~12μm波段的红外透射率对比值达到99%,适合应用于红外探测器的激光防护研究。     

二氧化钒薄膜在激光防护上的应用研究

战场上激光武器的不断发展对激光防护提出了更高的要求。由于VO2薄膜的相变温度接近室温,具有良好的光电性能,成为相变材料中最有希望用于红外探测器的激光防护材料。介绍了VO2薄膜的光电特性,并探讨了其在激光防护应用方面的相关问题以及发展前景。     

激光防护中VO2薄膜的最佳膜厚计算

为实现VO2薄膜在激光防护应用中的最佳膜厚设计,采用椭圆偏振法测试分别得到Si基底VO2薄膜低温半导体态与高温金属态的光学常数,基于具有吸收特性薄膜的透射率计算理论,结合VO2薄膜用于激光防护的需求,计算得到适用于激光防护的最佳膜厚。为验证计算方法准确性,根据入射激光波长10.6 μm为例计算的最佳膜厚,采用直流磁控溅射法在Si基底上制备具有相应膜厚的薄膜,利用傅里叶变换红外光谱测试分析了该薄膜的红外透射率相变特性,结果表明其红外透射率具有明显相变特性,3~5 μm波段的红外透射率对比值达到99%,λ=10.6 μm 处相变前后的红外透射率分别为67.2%、4.2%,与理论计算透射率66.4%、3.3%误差较小,实测透射率对比值为93.8%,与理论预期95%基本相符,表明理论计算方法具有一定的准确性,根据最佳膜厚算法设计的VO2薄膜适合应用于红外探测器的激光防护研究。     

ZnSe基片上制备二氧化钒薄膜及退火改变组分研究

VO2作为相变材料在激光防护领域有着广阔的应用前景,为了提高透过率,采用在红外波段透过率为70%的ZnSe做基片,用磁控溅射法制备了VO2薄膜.对不同条件下制备的VO2薄膜用X射线电子能谱仪(XPS)测试,并通过拟合来得到VO,V2O3,VO2和V2O5在薄膜中所占的比例.为提高4价钒的含量对薄膜进行了退火处理,根据薄膜中的钒氧的比例,采用了充氧加热退火,退火时间4 h,退火温度450℃,退火真空度2.5×10-2Pa,氧气流量6.5 sccm.4价钒含量提高到了接近60%,分析了退火对氧化钒薄膜中4价钒含量的影响.     

新型光电子材料氧化钒

介绍了一种新型的光电子材料——氧化钒.在不同的温度下氧化钒可以在半导体-金属-绝缘体之间可逆转变,并且伴随相变的发生,该材料的光电特性也随之发生变化,在非制冷红外探测器和智能激光防护方面有着广泛的应用前景.     

二氧化钒薄膜的退火组分变化及光学特性研究

为得到高纯度的VO2薄膜,对其制备参数进行了探索。VO2薄膜用磁控溅射法制备。对不同条件下制备的VO2薄膜用X射线电子能谱仪(XPS)测试,并通过拟合来得到3,4,5价钒在薄膜中所占的比例。为提高4价钒的含量对薄膜进行了退火处理,分析了退火对氧化钒薄膜中4价钒含量的影响。结果表明,VO2薄膜对10.6μm激光的透过率从60℃时的74%变到78℃时的11.93%,发生了相变。     

高TCR氧化钒薄膜研究进展

氧化钒薄膜的高电阻温度系数(TCR)是制作高灵敏度非制冷红外探测器的一个极其重要的参量.探测器的响应率与TCR紧密相关.高TCR将提升红外探测器的探测性能.鉴于氧化钒薄膜TCR的重要性,综述了近几年国内外研究中制备高TCR氧化钒薄膜的新技术并分类归纳:包括离子束增强沉积(IBED)法,反应脉冲激光沉积技术等.由于氧化钒薄膜具有VO2、VO5等多种价态结构,不同的制备条件和方法所生成的氧化钒薄膜TCR大小也不同,因此,分析了相关技术方法的优缺点,并对高TCR进行了一定的理论解释.     

用于红外激光防护的VO2薄膜的研究进展

二氧化钒（VO2）薄膜由于具有优异的热致变色性能已成为激光防护材料领域的研究热点.本文综述了国内外VO2薄膜的研究进展,对VO2薄膜的主要制备方法、用于红外激光防护的原理及防护波段进行了探讨,并总结了用VO2薄膜实现激光防护所面临的问题.     

二氧化钒薄膜的制备和应用研究新进展

VO2在68 ℃左右时发生半导体—金属态的固-固相变,且相变前后光学和电学性能发生突变,该特性使VO2薄膜在红外智能窗、电致光开关器件、激光防护材料、自适应隐身材料等领域受到广泛研究。制备VO2薄膜的方法包括磁控溅射法、脉冲激光沉积法、溶胶-凝胶法、金属热蒸发法等,理想的制备参数是当前研究的重点。本文总结了近年来VO2在制备方法和应用发展上的研究现状,对进一步深入研究VO2薄膜的各项性能及应用具有借鉴意义。