Au-VO2復(fù)合結(jié)構(gòu)納米顆粒陣列的制備及其共振特性研究.pdf

1、近年來，二氧化釩(VO2)因其在相變過程中電學(xué)、磁學(xué)和光學(xué)等特性會發(fā)生可逆突變，從而在光開關(guān)、智能窗、存儲器等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用而受到關(guān)注。與薄膜相比，VO2納米顆粒陣列將納米尺寸效應(yīng)和陣列的周期性結(jié)合在一起，成為了調(diào)控貴金屬共振響應(yīng)特性的新的研究熱點(diǎn)。然而，就目前來講，現(xiàn)有的制備 Au/VO2納米顆粒陣列的方法過程復(fù)雜，成本較高且制備過程中影響因素較多。因此，為了尋求較好的制備條件同時提高實(shí)驗(yàn)成功率，本文首先制備了結(jié)構(gòu)較為簡單、制備工

2、藝相近的 VO2/SiO2復(fù)合結(jié)構(gòu)納米顆粒陣列。在此基礎(chǔ)上，制備了Au/VO2納米顆粒陣列并對其共振特性進(jìn)行了研究。
　　本文采用在SiO2納米球掩膜層上沉積金屬V薄膜并進(jìn)行快速熱處理的方法制備出了 VO2/SiO2復(fù)合結(jié)構(gòu)納米顆粒陣列。研究了 SiO2納米球陣列的提拉速度、退火時間、氧氣流量等參數(shù)對VO2/SiO2復(fù)合結(jié)構(gòu)納米顆粒陣列的影響。利用場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)、X射線衍射儀(XRD)、原子力顯微鏡（AFM）、

3、近紅外變溫光譜等測試表征手段對復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面形貌、晶體結(jié)構(gòu)、光學(xué)特性進(jìn)行了分析。得到了制備 VO2/SiO2納米顆粒陣列的最佳工藝參數(shù)：SiO2納米球提拉速度為100μm/min、金屬V薄膜濺射時間為20min、退火時間110s、氧氣流量3slpm。當(dāng)波長為2500nm時，在此工藝條件下制備的VO2/SiO2復(fù)合結(jié)構(gòu)納米顆粒陣列的最大透過率為77.4％，與相同制備條件下的平面 VO2薄膜相比，增大了8.4%，這使得制備出高性能的智能窗成

4、為可能。
　　基于 VO2/SiO2復(fù)合結(jié)構(gòu)納米顆粒陣列的制備過程，本文進(jìn)一步制備了Au/VO2復(fù)合結(jié)構(gòu)納米顆粒陣列。研究了金屬V薄膜厚度和退火時間對Au/VO2復(fù)合結(jié)構(gòu)納米顆粒陣列的影響，并對其微觀結(jié)構(gòu)和共振特性進(jìn)行了表征分析。從透射率的變化上來看，低溫和高溫狀態(tài)下透射率的差別較大，這也證明了樣品中VO2的存在；同時，從近紅外光譜圖中可以看出，在低溫的情況下(20℃)，共振峰P1均出現(xiàn)在900nm左右的波長處；在高溫的情況下(9