VO2薄膜制备及掺杂研究进展

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1、万方数据VO2薄膜制备及掺杂研究进展葛振华，赵昆渝，李智东，吴东，邹平(昆明理工大学材料与冶金工程学院，昆明650093)摘要：二氧化钒(VO：)是一种性能优异的功能材料，在68℃左右发生金属态一半导体态的转变，其光学和电学性能发生突变，在热电开关、光存储介质和激光防护方面有广泛的应用前景。但是由于钒氧体系十分复杂，给制备高质量的VO：带来了困难。人们做了许多工作来研究VO：的结构性能，使用不同的工艺方法制备VO：以及通过掺杂降低其相变温度。本文通过一些有代表性的VO：的研究成果，从制备工艺和元素掺杂方面做了介绍。关

2、键词：VO：薄膜；制备工艺；掺杂中图分类号：TM205．1；0484．4文献标志码：A文章编号：1671—8887(2008)04—0038—04ThePreparationandProgressofDopingResearch2ThinFilmGEZhen—hua，ZHAOKun·yu，LIZhi·dong，WUDong，ZOUPin(FacultyofMaterialsandMetallurgicalEngineering，KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunmi

3、ng650093，China)Abstract：V02iSanexcellentfunctionalmaterial。itwillchangefrommetalstatetosemi．conductorabout68℃，itsopticalandelectricalpropertiesalsohaveagreatchange，intheheat，electricswitches，opticalstoragemediaandlaserprotectiveaspectshaveabroadprospect．However

4、，becauseofvanadiumoxygensystemisverycomplicated，toprepara-tionofhigh—qualityvanadiumdioxidehasbroughtdifficulties．Peoplehavedonealotofworktostudythestructureofvanadiumdioxide，andusealotofdifferentmethodstopreparevanadiumdioxide，aswellasthroughdopingtoreduceitsp

5、hasetransitiontern-perature．TherepresentatiVeresearchresultsofvanadiumdioxide，suchasstructuralchange，thefilmpreparationprocessandtheapplicationprospectsofvanadiumdioxidewereintroduced．Keywords：VOzthinfilm；preparationprocess；doping1引官钒氧体系是一个复杂的系统，存在多种不同价态的氧化钒，其晶

6、格结构和空间排列各不相同，各种晶体结构的电学性能差异很大。至少有8种氧化钒具有从高温金属相到低温半导体相的转换特性，作者简介：葛振华(1983一)，男．新疆奎屯人，硕士研究生．研究方向：功能材料。(电子信箱)ggzhh(勇qq．corn；通讯作者：赵昆渝．女，教授．博士生导师．(电子信)kyzhaoy(勇yahoo．com．ca。收稿日期：2008—07—30其转换温度为一147--68℃。其中V02薄膜因电学、光学转换温度在68℃附近而备受关注。VO：晶体转换特性的理论描述最早由Goodehough【1l用晶格场和

7、分子轨道理论给出，他提出了金属相一绝缘体相转变理论。但是。VOz单晶的半导体相一金属相相变属一级相变，伴随相变单晶出现小的原子位移，体积膨胀系数很大(约0．044％)犯1。因此，虽然VO2单晶有优良的电学、光学性能(在转换温度68℃处，在0．1℃万方数据温度变化范围内，其电阻率变化可达5个数量级)13j但伴随晶相转变出现的体积变化对晶体材料是个灾难，而对于氧化钒薄膜却不存在这个问题，VO：多晶薄膜的电阻率变化一般在2～4个数量级，这完全由制备条件决定。因此，如何制备性能好、成本低的氧化钒薄膜近来一直是研究的热点。2v

8、o：的制备工艺为了制备高品质的vo：薄膜，人们投入了极大的精力，制备的方法多种多样，具有代表性的工艺主要有真空蒸镀法、溅射法、脉冲激光沉积法、溶胶一凝胶法、熔化成膜法。2．1真空蒸镀法真空蒸镀法‘41是将待成膜的物质置于真空中进行蒸发或升华。使之在工件或基片表面析出的过程。利用这一方法，可将V扣，粉末直接放入真空镀膜机中，使其在蒸发中按V：O为