VO_2薄膜的制备及其热致相变特性研究.pdfVIP

勤 锨 材 料 2013年第8期(44)卷 VO2薄膜的制备及其热致相变特性研究 宋林伟 ，黄婉霞，张玉波，徐元杰，张 阳，李 娜，李丹霞 (四川大学 材料科学与工程学院，四川 成都 610064) 摘 要： 以双氧 水和 V O 粉末 为前 驱体 制备 出 转涂膜法在云母基底上沉积钒氧化物薄膜 ，经过后续 V o 溶胶 ，然后在云母基底上成膜，通过后续热处理 热处理还原得到 VO。薄膜。系统研究 VO 薄膜微观 退火得 到优异相 变性 能的 VO 薄膜。采用 SEM、 形貌 、结构及相变特性 xRD分析薄膜形貌和微观结构 ，利用FT—IR等检测薄 2 实 验 膜的光学性质。实验表明，VO 薄膜在云母基底上沿 (0l1)晶面择优取 向生长 ，颗粒生长致密且大小分布均 2．1 实验原料 匀。薄膜具有优异的相变陡然性 ，相变温度及滞后温 VO ，分析纯 ，成都科 龙化学试 剂厂 ；H O ， 宽都较低。在红外波段 ，相变前后透过率及反射率变 3O ，成都科龙化学试剂厂 ；优质天然云母片(30mm 化都较大，对红外光调节性能较好 ；在可见光波段，薄 ×40mm×0．1mm)，产 自四川丹 巴地区。 膜在相变前后都具有较高可见光透过率。 2．2 薄膜的制备 关键词 ： VO 薄膜；相变特性 ；溶胶一凝胶 ；双氧水 ；光 室温条件 下按 照 V O ：H O (10 )为 1g： 学性质 100mL的比例 ，将 V O 粉末每次 0．2g缓慢间隔加入 中图分类号 ： TQ135．1 文献标识码 ：A 到 H O 中并不断搅拌 ，而后在 8O。C水浴搅拌得到适 文章编号：1001—9731(2013)08—111O—O3 宜浓度的钒氧化物溶胶。 云母片的亲水处理：由于溶胶为亲水性溶胶 ，需对 1 引 言 基底进行亲水处理 ，参照本文研究 ，经过去离子水 Vo 薄膜是一种具有热致相变特性的功能材料 ， 浸泡的云母片先在 (HC1)：V(H。O。)：V(H。O)一 在 68。C附近发生从半导体相到金属相 的可逆转变_l1]。 1：2：5的酸性溶液中加热煮沸 30min，取出用去离子 相变温度以下为低温半导体相 ，呈单斜畸变金红石结 水冲洗干净 ，再用V(NH。·H O)：V(H。Oz)：V(HzO) 构 ；相变温度 以上为高温金属相，呈四方金红石结构。 =1：2：5的碱性溶液加热煮沸 30min，用去离子水反 相变的过程 中伴随着 电阻率、光学透过率及反射率 的 复冲洗干净 ，低温烘干备用。 突变 ]，从而引起专家学者广泛关注。这种具有热致 采用旋转涂膜法制备钒氧化物溶胶薄膜 ，将制备 相变特性的VOz薄膜在光存储器件、非制冷红外焦平 好的溶胶涂覆在云母片上 ，连续涂膜两次后 80℃烘干 面、光电转化开关、智能窗、激光防护及 THz光谱调制 即可得到均匀涂覆 的V。O。薄膜 。在高纯氮 的静态保 器件等领域具有可观的应用前景 。]。 护下 480JC退火还原 1h即可得到 VO。薄膜。 目前制备 VO 薄膜的方法主要有溶胶一凝胶法 、 2．3 薄膜的结构及表征 磁控溅射法、气相沉积法等 。 。其 中，溅射法设备昂 采用 XRD(X’Pert，Philips)分析薄膜 的结构 ；采 贵，原料来源受限，且反应 中对基底温度及氧分压要求 用 Hitachi场发射 S一4800扫描电子显微镜分析薄