多层掺杂二氧化钒薄膜的制备与性能研究

发布时间：2025-02-09 13:17

　　二氧化钒具有典型的金属-绝缘相变性能,在众多的钒系氧化物中备受关注。二氧化钒的相变温度在341K左右,相变过程伴随着晶体结构的转变,由此会带来电学和光学性质的可逆突变,这些特质使二氧化钒能够应用在建筑、电子、信息材料等各方面。而二氧化钒的应用需要满足各种实际条件,首要解决的问题就是调控其相变温度。离子掺杂是高效调控二氧化钒相变温度的方式之一,但该方法有利有弊。虽然能有效调节二氧化钒薄膜的电学性能,但也会破坏其光学性能。而为了提高二氧化钒薄膜的光学性能,研究者们通过增加缓冲层和增透减反层的方式,制备出了具有夹层结构的复合薄膜,但复合二氧化钒薄膜的相变温度较高。且因为该方法涉及的材料较多,制备工艺复杂成本较高,不利于二氧化钒薄膜的大规模生产应用。因此,找到一种高效便捷的调控方式,既能有效调控二氧化钒薄膜的相变温度,同时能减小离子掺杂带来的不利影响,提高薄膜的光学性能,是推进二氧化钒实际应用的关键。本文主要针对多层掺杂二氧化钒薄膜的电学与光学性能进行研究,具体选择钨元素进行掺杂,利用高分子辅助沉积法制备掺钨的二氧化钒薄膜。而为了改善由于离子掺杂引起薄膜质量与光学性能下降的状况,选择掺杂层与未掺...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 二氧化钒的国内外研究进展
        1.2.1 二氧化钒的晶体结构与基本性质
        1.2.2 掺杂二氧化钒薄膜的研究进展
        1.2.3 多层复合二氧化钒薄膜的研究进展
    1.3 二氧化钒薄膜的制备方法
    1.4 二氧化钒薄膜的应用
    1.5 论文的主要内容与结构安排
第二章 二氧化钒薄膜表征方法介绍
    2.1 X射线衍射
    2.2 X射线光电子能谱
    2.3 拉曼光谱
    2.4 扫描电子显微镜
    2.5 紫外-可见-近红外分光光度计
    2.6 电阻测试
    2.7 本章小结
第三章 多层掺杂二氧化钒薄膜的制备
    3.1 高分子辅助沉积法制备钨掺杂的VO2薄膜
        3.1.1 钒离子与钨离子的高分子前驱液配置
        3.1.2 基片处理与前驱液的旋涂
        3.1.3 退火处理
    3.2 单层VO₂薄膜的制备
    3.3 多层掺杂VO₂薄膜的制备
    3.4 本章小结
第四章 多层掺杂二氧化钒薄膜的表征分析
    4.1 薄膜的物相分析
    4.2 薄膜的元素组成及价态分析
    4.3 薄膜的表面微观形貌分析
    4.4 薄膜的变温Raman分析
    4.5 本章小结
第五章 多层掺杂二氧化钒薄膜的电学与光学性能
    5.1 薄膜的电学性能
        5.1.1 相变温度
        5.1.2 相变前后的电阻突变倍率
        5.1.3 热滞回线宽度与半峰宽
    5.2 钨离子掺杂改变二氧化钒相变性能的机理
    5.3 薄膜的光学性能
    5.4 本章小结
第六章 全文的总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 论文工作的主要创新点
    6.3 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：4032289