二维VO 2 /SiO 2 复合结构的制备及其光学特性的研究

发布时间：2021-08-27 18:17

　　二氧化钒（VO₂）具有在半导体态和金属态之间转换的特性,发生相变前后光学性质产生改变,但是平面的VO₂薄膜存在着透射率低和透射光不可调节的问题。基于纳米胶体球的二维结构阵列可以构成光子晶体结构,这种二维的结构具有增强透射的作用,而光子晶体具有光子带隙的特性,阻止了特定频率的光的通过,将这两者结合起来,形成一种二维的纳米复合结构。通过改变VO₂的相变特性,来实现复合结构对光响应的调节。首先,本文采用了自组装的方法制备了SiO₂单层球阵列,在这基础之上,制备了复合结构并对其进行了特性研究。这种结构由VO₂薄膜和SiO₂纳米球阵列组成,通过磁控溅射和氧化在二维SiO₂球阵列的表面上形成VO₂,通过改变热氧化处理的退火时间和氧气流量,来研究对复合结构的形貌和光学特性的影响。当退火时间和氧气流量都增大时,对应的钒氧化物的氧化程度也增大,钒原子的价态也升高。在低温的情况下,当氧气流量由3 slpm增加到4 slpm时,最大的... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

黑色实心球代表V4+原子，白球空心球代表O2-原子(a)高温R相(b)低温M相

透过率发生了很大的变化[13-15]，由之前的高透率转变成低透射率，图1-2是VO2薄膜在波长为380到2500 nm范围内的透射光谱图，可以看出在相变前后，在近红外波段的透射率发生了很大的变化。图1-2 实验中测得的VO2薄膜的透射光谱图，分别为高温和低温的状态下，对应VO2处于金属态和半导体态。

2的薄膜的电阻率发生4到5个数量级的变化，如图1-3所示，当温度接近相变温度时，电阻率发生急剧的变化，这种变化可以应用在开光领域，在图中可以得知，升温和降温的曲线不重合，这种现象叫做热滞回现象[16]。VO2薄膜的相变特性也可以通过电导率来进行表征。图1-3 电阻率随温度变化的曲线图1.2 光子晶体的概述1.2.1 光子晶体概念和原理光子晶体是一种具有光子带隙的材料，这种介质材料具有周期性变化的折射率，按照光子晶体中介质材料周期性变化的空间结构的不同，光子晶体被人们分为一维、二维和三维的光子晶体。如图1-4所示。图1-4 一维、二维和三维光子晶体的示意图

【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米V2O5薄膜的制备与特性[J]. 刘亚强,刘雪芹.  稀有金属材料与工程. 2009(04)



本文编号：3366852