氧化钒基薄膜相变性能调控与应用研究
发布时间：2021-05-11 07:07
二氧化钒（VO2）作为一种具有相变特性的功能材料,在68℃附近可发生由高温四方金属相（R）到低温单斜绝缘体相（M1）的可逆相变,相变前后伴随着光学、电学和磁学等物理性质的突变,因而在智能窗、开关调制、记忆存储、场效应晶体管以及光电器件等诸多领域存在巨大的应用价值。然而,VO2的大规模器件应用需要解决的问题还有很多,例如:在简单条件下制备高性能纯相的VO2薄膜,根据具体的应用领域针对性地调控VO2薄膜的物性等。针对以上问题,本论文以反应磁控溅射法沉积的VO2薄膜为基础,采取掺杂改性、缓冲层辅助等方法调控其金属-绝缘体相变（Metal-Insulator transition,MIT）性能使之适宜应用在智能窗或者太赫兹调制等领域。另外,借助于多种材料表征手段,对薄膜微结构和状态进行了深入而系统的研究,同时就这些微观变化对MIT相变性能的影响展开了广泛的讨论。主要内容归纳如下:1.针对智能窗应用中VO2薄膜存在的本征相变温度过高、可见光透过率低和太阳光调制效率不...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 二氧化钒的应用研究进展
1.2.1 VO_2热致变色智能窗的研究现状
1.2.2 VO_2调控THz波的研究现状
1.2.3 存在问题
1.3 调控VO_2相变特性的方法
1.3.1 应变
1.3.2 掺杂
1.3.3 电场
1.3.4 辐照
1.4 论文选题依据及主要研究工作
第二章 氧化钒基薄膜的制备、测试与表征
2.1 薄膜制备
2.1.1 反应磁控溅射
2.1.2 制备条件
2.1.3 掺杂方式
2.2 二氧化钒薄膜具体应用的性能评价
2.2.1 智能窗性能指标
2.2.2 太赫兹调制性能指标
2.3 薄膜宏观性质表征技术
2.3.1 傅立叶变换红外光谱
2.3.2 分光光度计
2.3.3 四探针测试仪
2.4 薄膜微观性质表征技术
2.4.1 X射线衍射仪
2.4.2 扫描电子显微镜
2.4.3 透射电子显微镜
2.4.4 原子力显微镜
2.4.5 台阶仪
2.4.6 X射线光电子能谱仪
2.4.7 激光拉曼光谱仪
2.5 本章小结
第三章 低价元素铝掺杂VO_2薄膜特性及其智能窗应用研究
3.1 引言
3.2 退火时间对VO_2薄膜在智能窗应用上的影响
3.2.1 不同退火时间的VO_2薄膜制备
3.2.2 不同退火时间的VO_2薄膜的晶体结构与形貌特征
3.2.3 不同退火时间的VO_2薄膜的光学特性研究
3.3 铝掺杂VO_2薄膜特性及其智能窗应用研究
3.3.1 铝掺杂VO_2薄膜制备
3.3.2 铝掺杂VO_2薄膜的成分和物相分析
3.3.3 铝掺杂VO_2薄膜的晶体结构与形貌特征
3.3.4 铝掺杂VO_2薄膜在近红外波段的MIT特性
3.3.5 铝掺杂VO_2薄膜在智能窗上应用潜力研究
3.3.6 铝掺杂VO_2薄膜的环境稳定性研究
3.3.7 不同衬底对铝掺杂VO_2薄膜性能的影响
3.4 本章小结
第四章 高价元素掺杂VO_2薄膜特性及其太赫兹调制性能研究
4.1 引言
4.2 铌掺杂VO_2薄膜特性及其太赫兹调制性能研究
4.2.1 铌掺杂VO_2薄膜制备
4.2.2 铌掺杂VO_2薄膜的成分和物相分析
4.2.3 铌掺杂VO_2薄膜的晶体结构和表面形貌
4.2.4 铌掺杂VO_2薄膜相变特性研究
4.2.5 铌掺杂VO_2薄膜的太赫兹调制性能与应用潜力研究
4.3 钨掺杂VO_2薄膜特性及其太赫兹调制应用研究
4.3.1 钨掺杂VO_2薄膜制备
4.3.2 钨掺杂VO_2薄膜的成分、晶体结构与形貌特性研究
4.3.3 钨掺杂VO_2薄膜相变特性研究
4.3.4 钨掺杂VO_2薄膜的太赫兹调制性能与应用潜力研究
4.3.5 不同退火温度下钨掺杂VO_2薄膜的MIT特性研究
4.4 本章小结
第五章 M2相VO_2薄膜特性及其太赫兹波调制性能研究
5.1 引言
5.2 M2相VO_2薄膜制备
5.3 M2相VO_2薄膜的化学成分与形貌特性研究
5.4 M2相VO_2薄膜的物相与晶体结构研究
5.5 M2相VO_2薄膜相变特性研究
5.6 M2相VO_2薄膜的太赫兹调制性能研究
5.7 本章小结
第六章 低价钒缓冲层辅助低温制备VO_2薄膜研究
6.1 引言
6.2 不同成分的低价钒缓冲层对VO_2复合薄膜性能的影响
6.2.1 复合薄膜制备
6.2.2 复合薄膜的微观表征研究
6.2.3 复合薄膜的相变性能研究
6.3 不同厚度的低价钒缓冲层对VO_2复合薄膜性能的影响
6.3.1 复合薄膜制备
6.3.2 复合薄膜的微观表征研究
6.3.3 复合薄膜的相变性能研究
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 全文总结
7.2 本文创新点
7.3 前景展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
本文编号：3180968
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 二氧化钒的应用研究进展
1.2.1 VO_2热致变色智能窗的研究现状
1.2.2 VO_2调控THz波的研究现状
1.2.3 存在问题
1.3 调控VO_2相变特性的方法
1.3.1 应变
1.3.2 掺杂
1.3.3 电场
1.3.4 辐照
1.4 论文选题依据及主要研究工作
第二章 氧化钒基薄膜的制备、测试与表征
2.1 薄膜制备
2.1.1 反应磁控溅射
2.1.2 制备条件
2.1.3 掺杂方式
2.2 二氧化钒薄膜具体应用的性能评价
2.2.1 智能窗性能指标
2.2.2 太赫兹调制性能指标
2.3 薄膜宏观性质表征技术
2.3.1 傅立叶变换红外光谱
2.3.2 分光光度计
2.3.3 四探针测试仪
2.4 薄膜微观性质表征技术
2.4.1 X射线衍射仪
2.4.2 扫描电子显微镜
2.4.3 透射电子显微镜
2.4.4 原子力显微镜
2.4.5 台阶仪
2.4.6 X射线光电子能谱仪
2.4.7 激光拉曼光谱仪
2.5 本章小结
第三章 低价元素铝掺杂VO_2薄膜特性及其智能窗应用研究
3.1 引言
3.2 退火时间对VO_2薄膜在智能窗应用上的影响
3.2.1 不同退火时间的VO_2薄膜制备
3.2.2 不同退火时间的VO_2薄膜的晶体结构与形貌特征
3.2.3 不同退火时间的VO_2薄膜的光学特性研究
3.3 铝掺杂VO_2薄膜特性及其智能窗应用研究
3.3.1 铝掺杂VO_2薄膜制备
3.3.2 铝掺杂VO_2薄膜的成分和物相分析
3.3.3 铝掺杂VO_2薄膜的晶体结构与形貌特征
3.3.4 铝掺杂VO_2薄膜在近红外波段的MIT特性
3.3.5 铝掺杂VO_2薄膜在智能窗上应用潜力研究
3.3.6 铝掺杂VO_2薄膜的环境稳定性研究
3.3.7 不同衬底对铝掺杂VO_2薄膜性能的影响
3.4 本章小结
第四章 高价元素掺杂VO_2薄膜特性及其太赫兹调制性能研究
4.1 引言
4.2 铌掺杂VO_2薄膜特性及其太赫兹调制性能研究
4.2.1 铌掺杂VO_2薄膜制备
4.2.2 铌掺杂VO_2薄膜的成分和物相分析
4.2.3 铌掺杂VO_2薄膜的晶体结构和表面形貌
4.2.4 铌掺杂VO_2薄膜相变特性研究
4.2.5 铌掺杂VO_2薄膜的太赫兹调制性能与应用潜力研究
4.3 钨掺杂VO_2薄膜特性及其太赫兹调制应用研究
4.3.1 钨掺杂VO_2薄膜制备
4.3.2 钨掺杂VO_2薄膜的成分、晶体结构与形貌特性研究
4.3.3 钨掺杂VO_2薄膜相变特性研究
4.3.4 钨掺杂VO_2薄膜的太赫兹调制性能与应用潜力研究
4.3.5 不同退火温度下钨掺杂VO_2薄膜的MIT特性研究
4.4 本章小结
第五章 M2相VO_2薄膜特性及其太赫兹波调制性能研究
5.1 引言
5.2 M2相VO_2薄膜制备
5.3 M2相VO_2薄膜的化学成分与形貌特性研究
5.4 M2相VO_2薄膜的物相与晶体结构研究
5.5 M2相VO_2薄膜相变特性研究
5.6 M2相VO_2薄膜的太赫兹调制性能研究
5.7 本章小结
第六章 低价钒缓冲层辅助低温制备VO_2薄膜研究
6.1 引言
6.2 不同成分的低价钒缓冲层对VO_2复合薄膜性能的影响
6.2.1 复合薄膜制备
6.2.2 复合薄膜的微观表征研究
6.2.3 复合薄膜的相变性能研究
6.3 不同厚度的低价钒缓冲层对VO_2复合薄膜性能的影响
6.3.1 复合薄膜制备
6.3.2 复合薄膜的微观表征研究
6.3.3 复合薄膜的相变性能研究
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 全文总结
7.2 本文创新点
7.3 前景展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
本文编号：3180968
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3180968.html
