氧化钒薄膜的制备及其热致变色特性研究.pdf

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1、分类号密级注1UDC学位论文氧化钒薄膜的制备及其热致变色特性研究（题名和副题名）王尧（作者姓名）指导教师姓名吴志明教授电子科技大学成都（职务、职称、学位、单位名称及地址）申请专业学位级别硕士专业名称光学工程论文提交日期2012.04论文答辩日期2012.05学位授予单位和日期电子科技大学答辩委员会主席评阅人2012年月日注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。万方数据万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰

2、写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年月日万方数据万方数

3、据摘要摘要VO2在68℃左右能发生可逆的半导体金属相变，伴随着相变的发生，薄膜的光电磁性能都发生了很大的改变，这一特殊的性质使其在实际生活中可以得到广泛的运用。本论文采用磁控溅射的方法制备了氧化钒薄膜，对制得薄膜的光学性能（红外透过率、折射率和消光系数等）和电学性能（方阻等）的变化进行了研究，用X射线衍射，扫描电子显微镜等多种薄膜分析方法对制得的氧化钒薄膜的形貌和微观结构进行了表征。在实验中，通过优化所使用的工艺条件，得到结构与性能良好的氧化钒薄膜材料。本论文主要研究了以下内容：（1）在其他工艺条件相同的情况下，改变溅射时间（15分钟

4、，20分钟，25分钟，30分钟）来制备氧化钒薄膜，发现对于不同的溅射时间，氧化钒薄膜在高温和低温时的红外透过率的改变量可高达58%，薄膜的透射率对比因子可高达99%，氧化钒薄膜的相变温度从66℃减下到50℃，对薄膜的折射率和消光系数进行了拟合计算，得到了薄膜的厚度，对方阻的研究表明，薄膜的方阻随溅射时间的增大而减小，薄膜的XRD图谱和SEM图谱表明，溅射时间的不同对薄膜的结晶性和颗粒大小及其颗粒清晰度有很大的影响。（2）在其他工艺条件不变的情况下，通过改变氧气的流量（3sccm，3.2sccm，3.6sccm）来制备氧化钒薄膜，发现随

5、着氧流量的不同，高温和低温时的红外透过率改变可高达57%，而且透过率对比因子最高达到了88%，相变温度降低到了54℃，对薄膜的X射线衍射图谱进行分析，结果表明薄膜在VO2(011)晶向具有明显的择优取向生长，随着通入氧流量的增大，VO2(200)峰减小的比较明显，在XRD图谱中没有除二氧化钒以外的钒的氧化物峰出现。通过实验的研究，对氧化钒薄膜的制备工艺条件有了很深刻的的认识，通过改变不同的工艺参数条件来制备氧化钒薄膜，研究了不同的工艺参数对薄膜结构和性能方面的影响，分析了薄膜的结构和性能变化的原因，为后续薄膜的应用打下了良好的基础。关

6、键词：磁控溅射，氧化钒薄膜，相变温度，热致变色特性V万方数据ABSTRACTABSTRACTVanadiumdioxidecanundergoareversiblesemiconductortometalphasetransitionat68℃,withthephasetransition,theoptical,electrical,magneticpropertiesofthethinfilmshaveadrasticchange,thespecialcharacterofthethinfilmsmakeitcanbeusedwid

7、elyinthereallife.Inthispaper,vanadiumoxidethinfilmswerepreparedbythemethodofmagnetronsputtering,westudytheopticalproperties(infraredtransmittance,refractiveindex,extinctioncoefficient,etal)andelectricalproperties(squareresistance,etal)ofthethinfilms,themorphologyandmicr

8、ostructureofthethinfilmswerecharacterizedusingX-raydiffraction,scanningelectronandotheranalysismethodofthinfil