掺杂二氧化钒薄膜的相变调制性能的研究

发布时间：2023-02-08 15:17

　　二氧化钒(VO₂)在68℃发生半导体相-金属相的可逆相变时,其光学透过率在相变前后具有极大的差异,这一现象在红外波段尤其显著。因此,VO₂在新兴光学器件领域中具有重要的应用,如光开关、红外光学调制器以及智能窗等。为了提高热致开关调制类器件的灵敏度、稳定性和可靠性,需要VO₂薄膜具有更高的相变幅度、更窄的回线宽度以及更低的相变温度。众所周知,元素掺杂在有效调节VO₂薄膜相变温度(T_C)的同时,会使VO₂良好的电学和光学转换效率明显降低,特别是当T_C下降到接近室温时。因此,需要有效的解决方案来实现降低VO₂薄膜的相变温度,同时保持出色的红外开关调制幅度。本论文主要围绕改善掺杂VO₂薄膜光学相变性能开展了以下工作:(1)研究钨(W)掺杂对VO₂薄膜的光学相变特性的影响。结果表明,W掺杂在有效降低相变温度,减小回线宽度的同时,会降低VO₂薄膜红外光学调制幅...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 VO₂的晶体结构与相变特性
        1.2.1 二氧化钒(VO₂)
        1.2.2 VO₂薄膜的相变特性
    1.3 调控VO₂相变特性的方法
    1.4 国内外制备VO₂薄膜的研究进展
    1.5 论文的选题意义和主要研究内容
        1.5.1 选题意义
        1.5.2 文章的主要内容
        1.5.3 文章的结构和安排
第二章 VO₂薄膜的制备与表征
    2.1 薄膜制备
        2.1.1 反应磁控溅射
        2.1.2 制备步骤
    2.2 VO₂薄膜光学调制性能的衡量参数
    2.3 薄膜性质表征技术
        2.3.1 X射线衍射仪
        2.3.2 扫描电子显微镜
        2.3.3 X射线光电子能谱仪
        2.3.4 傅立叶变换红外光谱
    2.4 本章小结
第三章 W掺杂VO₂薄膜特性及其红外调制应用研究
    3.1 引言
    3.2 W掺杂VO₂薄膜制备
    3.3 石英衬底上W掺杂VO₂薄膜的性能研究
        3.3.1 W掺杂VO₂薄膜的成分和物相分析
        3.3.2 W掺杂VO₂薄膜的MIT特性分析
    3.4 玻璃衬底上W掺杂VO₂薄膜的性能研究
    3.5 衬底对W掺杂VO₂薄膜性能影响的异同
    3.6 小结
第四章 退火温度对W掺杂VO₂薄膜特性影响研究
    4.1 引言
    4.2 不同退火温度W掺杂VO₂薄膜制备
    4.3 不同退火温度的W掺杂VO₂薄膜的微结构分析
        4.3.1 不同退火温度的W掺杂VO₂薄膜的XPS分析
        4.3.2 不同退火温度的W掺杂VO₂薄膜的XRD分析
        4.3.3 不同退火温度的W掺杂VO₂薄膜的SEM分析
    4.4 不同退火温度的W掺杂VO₂薄膜的MIT特性分析
    4.5 小结
第五章 VO₂纳米颗粒前驱体/缓冲层对W掺杂VO₂薄膜特性影响研究
    5.1 引言
    5.2 VO₂纳米颗粒前驱体对W掺杂VO₂薄膜性能的影响研究
        5.2.1 VO₂纳米颗粒前驱体对W掺杂VO₂薄膜的XPS分析
        5.2.2 VO₂纳米颗粒前驱体对W掺杂VO₂薄膜的XRD分析
        5.2.3 VO₂纳米颗粒前驱体对W掺杂VO₂薄膜的SEM分析
        5.2.4 VO₂纳米颗粒前驱体对W掺杂VO₂薄膜的MIT特性分析
    5.3 VO₂缓冲层对W掺杂VO₂薄膜性能的影响研究
        5.3.1 VO₂缓冲层对W掺杂VO₂薄膜性能的XPS分析
        5.3.2 VO₂缓冲层对W掺杂VO₂薄膜性能的XRD分析
        5.3.3 VO₂缓冲层对W掺杂VO₂薄膜性能的SEM分析
        5.3.4 VO₂缓冲层对W掺杂VO₂薄膜的MIT特性分析
    5.4 VO₂纳米颗粒前驱体/缓冲层对W掺杂VO₂薄膜性能影响的异同
    5.5 小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间取得的研究成果



本文编号：3737905