激光防护型二氧化钒薄膜的研究
发布时间：2022-02-12 16:36
随着激光技术的迅猛发展,激光致盲武器相继出现,作为一种软杀伤战术武器,会导致光电系统的信号干扰与光电探测设备的损伤。因此,对于激光防护材料的探索与研究尤为重要。二氧化钒（VO2）是一种可逆的半导体-金属相变材料,具有热致与光致相变特性,对红外光谱具有优异的调控作用,且相变阈值低、损伤阈值较高、相变响应时间短,满足了激光防护的要求。本论文围绕二氧化钒对高能红外激光器的开关效应（>90%）以及提高对弱红外信号的低温态透光率（>80%）两方面展开研究,主要的工作如下:（1）详细阐述了VO2的基本结构与相变理论,并基于Drude-Lorentz模型计算了VO2的光学常数,为后续的增透膜系仿真与制备实验提供理论依据。（2）结合增透膜理论,采用TFCalc薄膜设计软件仿真出两种不同的VO2/MgF2双层增透膜系。基于等效介质理论设计仿真出具有高红外透光率及高开关率的VO2-MgF2纳米孔洞薄膜。（3）采用反应离子束溅射法与后退火热处理...
【文章来源】：华中科技大学湖北省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：52 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
VO2的(a)金红石R相晶胞和(b)单斜M1、M2相晶胞在低于相变温度的环境下，VO2处于无应变化学计量比的单斜晶系结构（M1相）
中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论子结构 R 相中 V4+离子 3d1能级的分裂示意图[18]。V4+离子态 eg和对称三重简并低能态 t2g，t2g能态又分裂为，dx2-y2轨道沿 cR轴方向形成 d‖带；dzy轨道、dzx轨道子的 2p 轨道重合，分别形成 π*带和 π 带。基于孤立级分裂是为了与六个氧原子组成八面体配位；t2g态t2g态的正交分裂很小( 0.05eV)，且具有对称性，三离子 dx2-y2轨道上的电子与 O2-阴离子 2p 轨道上的电的 d 带部分被 V 原子的外层电子占据，VO2表现
从而 VO2晶体的 d 带部分被 V 原子的外层电子占据，VO2表现出金属性。图 1-2 V4+(3d1)能级的晶体场分裂示意图相对于 R 相，M1 相中 π*带的能级有所提升，且高于费米能级；d‖带发生了分裂成了两个能带：变窄且完全被电子占据的 d‖带和完全未被电子占据的空带 d‖*带与 d‖*带之间形成了带隙，带隙宽度约为 0.7eV。处于 M1 相的 VO2表现出绝缘性 1-3 展示了 R 相和 M1 相的 VO2能带结构图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]快速热处理温度对纳米结构二氧化钒薄膜相变特性的影响[J]. 梁继然,李景朋,侯露辉,李娜,刘星,胡明. 稀有金属材料与工程. 2017(08)
[2]二氧化钒薄膜对红外脉冲功率激光的智能防护分析[J]. 路远,凌永顺,冯云松,张鹏. 红外与激光工程. 2012(11)
[3]高能激光武器的现状与发展趋势[J]. 任国光. 激光与光电子学进展. 2008(09)
[4]脉冲激光对星载探测器的干扰和损伤分析[J]. 张英远,郑荣山,刘劲松. 电子与信息学报. 2006(09)
[5]氧化钒薄膜的制备及其光电特性研究[J]. 王宏臣,易新建,陈四海,黄光,李雄伟. 中国激光. 2003(12)
[6]溶胶-凝胶法的研究和应用现状[J]. 黄传真,艾兴,侯志刚,陈元春. 材料导报. 1997(03)
[7]溶胶-凝胶科学技术的发展与现状[J]. 赵文轸. 材料导报. 1996(06)
[8]VO2薄膜对TEACO2激光响应特性的实验研究[J]. 查子忠,王骐,李学春,王军. 光学学报. 1996(08)
[9]用非线性光学原理实现激光防护[J]. 查子忠,胡易. 激光技术. 1994(02)
硕士论文
[1]基于等效介质理论研究手性光子结构[D]. 练飞.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：3622062
【文章来源】：华中科技大学湖北省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：52 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
VO2的(a)金红石R相晶胞和(b)单斜M1、M2相晶胞在低于相变温度的环境下，VO2处于无应变化学计量比的单斜晶系结构（M1相）
中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论子结构 R 相中 V4+离子 3d1能级的分裂示意图[18]。V4+离子态 eg和对称三重简并低能态 t2g，t2g能态又分裂为，dx2-y2轨道沿 cR轴方向形成 d‖带；dzy轨道、dzx轨道子的 2p 轨道重合，分别形成 π*带和 π 带。基于孤立级分裂是为了与六个氧原子组成八面体配位；t2g态t2g态的正交分裂很小( 0.05eV)，且具有对称性，三离子 dx2-y2轨道上的电子与 O2-阴离子 2p 轨道上的电的 d 带部分被 V 原子的外层电子占据，VO2表现
从而 VO2晶体的 d 带部分被 V 原子的外层电子占据，VO2表现出金属性。图 1-2 V4+(3d1)能级的晶体场分裂示意图相对于 R 相，M1 相中 π*带的能级有所提升，且高于费米能级；d‖带发生了分裂成了两个能带：变窄且完全被电子占据的 d‖带和完全未被电子占据的空带 d‖*带与 d‖*带之间形成了带隙，带隙宽度约为 0.7eV。处于 M1 相的 VO2表现出绝缘性 1-3 展示了 R 相和 M1 相的 VO2能带结构图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]快速热处理温度对纳米结构二氧化钒薄膜相变特性的影响[J]. 梁继然,李景朋,侯露辉,李娜,刘星,胡明. 稀有金属材料与工程. 2017(08)
[2]二氧化钒薄膜对红外脉冲功率激光的智能防护分析[J]. 路远,凌永顺,冯云松,张鹏. 红外与激光工程. 2012(11)
[3]高能激光武器的现状与发展趋势[J]. 任国光. 激光与光电子学进展. 2008(09)
[4]脉冲激光对星载探测器的干扰和损伤分析[J]. 张英远,郑荣山,刘劲松. 电子与信息学报. 2006(09)
[5]氧化钒薄膜的制备及其光电特性研究[J]. 王宏臣,易新建,陈四海,黄光,李雄伟. 中国激光. 2003(12)
[6]溶胶-凝胶法的研究和应用现状[J]. 黄传真,艾兴,侯志刚,陈元春. 材料导报. 1997(03)
[7]溶胶-凝胶科学技术的发展与现状[J]. 赵文轸. 材料导报. 1996(06)
[8]VO2薄膜对TEACO2激光响应特性的实验研究[J]. 查子忠,王骐,李学春,王军. 光学学报. 1996(08)
[9]用非线性光学原理实现激光防护[J]. 查子忠,胡易. 激光技术. 1994(02)
硕士论文
[1]基于等效介质理论研究手性光子结构[D]. 练飞.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：3622062
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/gongchengguanli/3622062.html
