高分子輔助沉積法制備摻鐵二氧化釩薄膜及其相變性能研究.pdf

1、溫度的變化會激發(fā)二氧化釩發(fā)生一級相變，比如，純凈的二氧化釩單晶體在68℃時電阻率將發(fā)生4-5個量級的突變，這是一種很典型的金屬-絕緣體（MIT）相變，這樣顯著的變化不僅表現(xiàn)在電學(xué)性能方面，同時還反映在光學(xué)及磁性性能等方面。二氧化釩的這種突出的性質(zhì)令其具有極大的潛在應(yīng)用價值，但相比與塊狀二氧化釩，薄膜二氧化釩在實際應(yīng)用中更為廣泛，如熱敏電阻、光致開關(guān)、智能玻璃窗涂層等應(yīng)用領(lǐng)域。但對于不同的領(lǐng)域需要有不同的相變溫度，68℃的相變溫度限制了二

2、氧化釩的應(yīng)用范圍，而正如我們所知的，不同襯底、不同膜厚和摻雜均能夠改變二氧化釩相變性能，但摻雜是最高效最具靈活性的改變二氧化釩性能的方法。因此，近幾年人們試圖對二氧化釩進行各種元素摻雜以研究摻入元素對二氧化釩性能的影響，并通過控制摻雜量來控制二氧化釩性能的表達。國內(nèi)已大量報道摻W、摻Ti、摻Mg等分別可以改變二氧化釩的相變溫度，改變紅外透過率以及使二氧化釩吸收邊沿發(fā)生藍移，但關(guān)于摻鐵后二氧化釩的結(jié)構(gòu)及性能的研究目前國內(nèi)甚少。因此本文致力

3、于研究摻鐵后二氧化釩相變性能的變化，并通過實驗與理論得到摻鐵可在電阻突變率變化不受影響的情況下降低二氧化釩相變溫度，與此同時縮小中間過度相并減小熱滯回線寬度，從而使二氧化釩薄膜對溫度的變化更為敏感，電阻突變更為迅速，為制成更加適用的熱致開關(guān)創(chuàng)造了條件。
　　本文主要的研究目的是：利用高分子輔助沉積法制備出摻鐵二氧化釩薄膜，研究不同濃度的摻鐵VO2薄膜的結(jié)構(gòu)及相變特性的變化，主要研究內(nèi)容為：
　　1、利用高分子輔助沉積法，通過

4、調(diào)試氣氛、退火溫度等工藝條件，在藍寶石基底上長出高質(zhì)量的VO2薄膜，從而得到實驗中利用高分子輔助沉積法生長二氧化釩薄膜的最優(yōu)工藝。
　　2、利用已得到的高分子輔助沉積法最優(yōu)工藝制備出摻鐵二氧化釩。并對所得的不同濃度的摻鐵樣品進行XRD、XPS、AFM測試，以研究不同劑量的Fe離子摻入后對VO2結(jié)構(gòu)、形貌、價態(tài)的影響及規(guī)律。
　　3、利用范德堡法對摻鐵VO2薄膜進行了不同溫度下的電阻測試，通過分析R-T曲線，得到Fe離子濃度對