热处理V膜制备VO2薄膜的结构和光电性能

作者：袁文辉; 刘保顺^*

来源：硅酸盐学报, 2021, 49(06): 1151-1156.

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20200608

• 二氧化钒薄膜
• 磁控溅射
• 真空退火
• 半导体–金属相变

先用磁控溅射法在石英玻璃基片上制备了金属V膜,然后经过真空退火处理被转变为VO2薄膜。研究了退火温度对VO2薄膜表面形貌、晶体结构、光学性能和电学性能的影响。结果表明:随着退火温度由300℃增加到450℃,VO2薄膜的结晶度明显增加。退火温度在400℃和450℃制备的样品是高纯M相单斜结构,晶粒发育较好,晶界清晰。不同温度退火的样品的表面V元素包含由4+和5+态,5+态的出现是由于表面V元素受环境中氧化导致。虽然退火温度的改变对VO2薄膜的可见光透过率无明显影响,但是可以改善对太阳光的调节效率。VO2薄膜半导体-金属相变温度和半导体相的电阻随热处理温度增加而增加,在400℃和450℃退火样品电阻相变前后的变化幅度可达2个数量级,450℃退火制备样品的滞后宽度和半导体金属相变临界温度分别为14.6℃和61.0℃。

• 单位
  武汉理工大学; 武汉高芯科技有限公司; 硅酸盐建筑材料国家重点实验室