二维有序微结构的氧化钒薄膜的实验与理论研究

发布时间：2017-07-14 08:14

  本文关键词：二维有序微结构的氧化钒薄膜的实验与理论研究

  更多相关文章： 钒氧化物 亚微米级有序微结构 漂移法 磁控溅射 透射率 离散偶极子模拟(DDA)

【摘要】：钒氧化物由于具备热致相变等特殊性能得到研究者的广泛关注,并在光电元件、润滑、传感器、多相催化等领域得到应用,目前应用微结构技术改善氧化钒材料的性能已经成为一个主要的研究方向。本文主要制备有序微结构的氧化钒薄膜材料,并研究其光学性质和形貌特性。鉴于目前研究工作主要集中在尺寸为纳米级的材料上,对亚微米级的材料研究相对较少,本文主要工作集中在二维有序亚微米级结构氧化钒薄膜的制备和光学性质研究。本文主要工作是通过空气-液面自组装法在洁净的玻璃衬底上制备出单层大面积的聚苯乙烯微米球掩膜板,采用射频磁控溅射法在掩膜板上沉积一层金属钒薄膜,再通过在空气环境下退火处理去除掩膜板,同时将得到的钒薄膜氧化并改善形貌,得到氧化钒有序阵列微结构。通过扫描电子显微镜对样品的外观形貌进行表征,表明制得的样品为基于PS微球生长的的氧化钒阵列结构。利用光纤光谱仪对样品的光学性能进行测量,可观测到部分样品具备一定的热致光学透过率变化特性,室温溅射的样品在330℃下退火1.5h之后的变化率最大,在800nm波长处,30℃时的透过率由76.53%变为90℃时的72.05%,透过率变化约为4.48%。本文还通过离散偶极子近似(DDA)理论的计算方法对三棱柱形状及圆柱形状的氧化钒颗粒的透过率-波长曲线进行了模拟,并分析了环境温度和颗粒的空间尺寸对光学性能的影响,并进行解释。
【关键词】：钒氧化物 亚微米级有序微结构 漂移法 磁控溅射 透射率 离散偶极子模拟(DDA)
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O614.511;TB383.2
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 绪论10-19
• 1.1 研究背景和研究现状10-15
• 1.1.1 纳米材料10-11
• 1.1.2 氧化钒性能简介及应用11-14
• 1.1.3 氧化钒材料的研究进展14-15
• 1.2 实验方法简介15-18
• 1.2.1 纳米球刻蚀技术简介15-17
• 1.2.2 磁控溅射技术简介17-18
• 1.3 本文的选题依据和主要工作18-19
• 2 有序微结构氧化钒亚微米材料的制备19-24
• 2.1 掩膜板的制备19-21
• 2.2 氧化钒薄膜的制备21-24
• 2.2.1 实验设备及其参数21-22
• 2.2.2 实验步骤22-24
• 3 样品的光学性质和微观结构24-38
• 3.1 光学透过率的测试24-34
• 3.2 SEM表征34-37
• 小结37-38
• 4 离散偶极子近似(DDA)模拟38-47
• 4.1 离散偶极子近似(DDA)简介38-39
• 4.2 DDA模拟简要使用步骤39-41
• 4.3 DDA模拟结果及分析41-46
• 小结46-47
• 5 结论47-48
• 参考文献48-50
• 附录A50-52
• 作者简历及攻读硕士/博士学位期间取得的研究成果52-54
• 学位论文数据集54

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本文编号：540318