热致变色二氧化钒薄膜的研究进展

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1、热致变色二氧化钒薄膜的研究进展/刘东青等#105#*热致变色二氧化钒薄膜的研究进展刘东青,郑文伟,程海峰,刘海韬(国防科技大学新型陶瓷纤维及其复合材料国防科技重点实验室,长沙410073)摘要二氧化钒薄膜具有优异的热致变色特性,已成为功能材料领域研究的热点。结合二氧化钒的结构分析了其热致变色特性;综述了二氧化钒薄膜的制备方法,着重评述了溅射法、化学气相沉积法及溶胶2凝胶法等几种常用方法;阐述了二氧化钒薄膜在智能窗、新兴光子晶体、伪装隐身技术方面的应用前景;最后指出了其今后的研究与发展方向。关键词热致变色二氧化钒薄膜伪装隐身中图分类号:TB34;O484文献标识码:AResearc

2、hProgressonThermochromicVanadiumDioxideThinFilmLIUDongqing,ZHENGWenwei,CHENGHaifeng,LIUHaitao(KeyLabofCFC,NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha410073)AbstractTheVO2thinfilm,whichhasexcellentthermochromicproperties,hasbeenoneofthemostinteres2tingfunctionalmaterials.Thethermochromicpro

3、pertyisanalysedcombinedwiththecrystalstructureofVO2.ThepreparationmethodsofVO2thinfilm,especiallysputtering,chemicalvapourdepositionandsol2gelmethods,arepresented.VO2thinfilmhasgreatprospectsinmanyfields,andthepotentialapplicationsinsmartwindow,especiallyinthenewfields:photoncrystal,camouflag

4、eandstealthytechnology,areviewed.Finally,thefuturestudyandde2velopmentdirectionsarepointedout.Keywordsthermochromic,vanadiumdioxide,thinfilm,camouflageandstealth子晶体及军事伪装隐身等很多领域都展现出诱人前景。0引言二氧化钒(VO2)是一种过渡金属氧化物,自1959年F.[1]J.Morin在贝尔实验室发现VO2具有金属2绝缘体相变(MIT)的性质以来,研究者们就对这种氧化物产生了极大兴趣,在结构特征、相变机理、合成制备及

5、实际应用等方面开展了广泛的研究。VO2在Tc=341K时发生由低温绝缘体态向高温金属[2,3]态快速可逆的一级位移型相变,相变前后VO2的晶胞如[2]图1所示(图中还标示出了单斜结构的主要晶面)。当T>图1相变前后VO2晶体的结构关系Tc时VO2为四方金红石结构,记为VO2(R),空间群P42/Fig.1RelationbetweencrystalstructuresofVO2before[2]mnm(No.136),晶胞参数aT=bT=455pm,cT=286pm。当andafterphasetransitionT

6、形式的VO2可以容忍反复的升降温循环而不易发[6]间群P21/c(No.14),晶胞参数aM=575pm,bM=452pm,cM=生破坏,且应用广泛,目前对VO2的研究主要集中在薄膜[4]538pm,B=122.6b。领域。本文对近年来热致变色VO2薄膜材料的研究状况进伴随晶体结构的转变,VO2的光学、电学、磁学等物理性行了综述。质也发生了较大幅度的变化。当T>Tc时VO2对红外光具1VO2薄膜的热致变色特性有高透射性,T

7、romic)。由于VO2优异的热2光、热2电等特性,使其在智红外反射率(透过率)、红外发射率、微波反射率等物理性质能窗、光电开光、激光保护膜、信息存储介质、红外传感器、光都会发生变化。温度升高到相变点以上时,VO2薄膜处于金*武器装备预研基金刘东青:男,1986年生,硕士研究生,主要从事功能薄膜与伪装材料方面的研究E2mail:dongqing_1986@yahoo.com.cn#106#材料导报:综述篇2009年11月(上)第23卷第11期属态,具有大量自由电子,光射入薄膜时与