论文部分内容阅读
二氧化钒具有典型的金属-绝缘相变性能,在众多的钒系氧化物中备受关注。二氧化钒的相变温度在341K左右,相变过程伴随着晶体结构的转变,由此会带来电学和光学性质的可逆突变,这些特质使二氧化钒能够应用在建筑、电子、信息材料等各方面。而二氧化钒的应用需要满足各种实际条件,首要解决的问题就是调控其相变温度。离子掺杂是高效调控二氧化钒相变温度的方式之一,但该方法有利有弊。虽然能有效调节二氧化钒薄膜的电学性能,但也会破坏其光学性能。而为了提高二氧化钒薄膜的光学性能,研究者们通过增加缓冲层和增透减反层的方式,制备出了具有夹层结构的复合薄膜,但复合二氧化钒薄膜的相变温度较高。且因为该方法涉及的材料较多,制备工艺复杂成本较高,不利于二氧化钒薄膜的大规模生产应用。因此,找到一种高效便捷的调控方式,既能有效调控二氧化钒薄膜的相变温度,同时能减小离子掺杂带来的不利影响,提高薄膜的光学性能,是推进二氧化钒实际应用的关键。本文主要针对多层掺杂二氧化钒薄膜的电学与光学性能进行研究,具体选择钨元素进行掺杂,利用高分子辅助沉积法制备掺钨的二氧化钒薄膜。而为了改善由于离子掺杂引起薄膜质量与光学性能下降的状况,选择掺杂层与未掺杂层交替生长,制备出垂直堆叠结构的多层掺杂二氧化钒薄膜,探究钨离子与膜层结构对二氧化钒薄膜的影响规律。论文的主要研究内容包括:(1)利用高分子辅助沉积法,在前期实验的基础上,将钨离子掺杂层与未掺杂层交替生长,制备出垂直堆叠结构的多层掺杂二氧化钒薄膜。(2)利用X射线衍射、变温拉曼、光电子能谱、扫描电镜等表征手段对多层掺杂二氧化钒薄膜进行表征,探究钨离子掺杂与膜层结构变化对二氧化钒的晶体结构、元素组成、薄膜表面形貌的影响。(3)利用范德堡法对多层掺杂二氧化钒薄膜的电学性能进行测试,探究钨掺量对薄膜的相变温度、热滞回线宽度与电阻突变倍率的影响,分析钨离子掺杂改变二氧化钒性能的机理。(4)对薄膜在可见光与近红外波段的透射率进行测试,进一步探究离子掺杂对多层二氧化钒薄膜光学性能的影响规律,分析膜层结构变化对薄膜光学性能的影响。