氧化钒薄膜

摘要： 通过磁控溅射法在玻璃基底上制备氧化钒薄膜样品.由于沉积温度较低,薄膜样品呈非晶态且不透明.为使薄膜样品晶化,并有效抑制其过度氧化,将样品在管式真空炉中进行退火处理.本文重点研究了退火温度对薄膜结构和在可见至近红外波段光学性能的影响,退火温度的调节范围为300～550°C,退火时间固定为120 min.研究发现,随退火温度升高,薄膜样品的结晶度越好,当温度达到500°C时,薄膜样品结晶最好,薄膜基本由纯VO2相构成,且透光性能最好.随着退火温度进一步提高,薄膜中出现杂相,光学性能反而下降.

摘要： 介绍了非制冷红外焦平面探测器的基本工作原理,并概括了其关键技术参数.梳理了非制冷红外焦平面探测器技术与产品的发展简史,综述了国内外相关研究及产品开发的最新进展.最后还讨论了非制冷红外焦平面探测器技术的发展趋势.

摘要： 氧化钒由于其独特的光电性能在红外探测器、 光电调节器、 智能窗、 光存储及传感器等应用领域备受关注.对制备氧化钒薄膜采用的专利技术进行了梳理,对日后氧化钒薄膜的制备及性能优化具有很好的指导意义.

摘要： 氧化钒薄膜制备后需要进行退火处理以降低非晶态氧化钒薄膜的方阻大小并改善薄膜结晶特性.传统退火方式时间较长且退火过程会导致器件性能降低.本文主要利用激光精确控制的特点处理氧化钒薄膜,通过平顶光路系统改变激光功率、高斯光斑形貌以及光斑的重叠率对氧化钒薄膜进行退火处理,主要研究了激光能量密度以及光斑重叠率对氧化钒薄膜的方阻,表面粗糙度以及结晶度的影响.实验结果表明激光功率为0.7 W,光斑重叠率为93.33%,光斑能量密度为62.2 mJ/cm2时,退火氧化钒薄膜的方阻值明显降低,薄膜表面光滑且氧化钒结晶度较好.%After the preparation of the vanadium oxide thin film,annealing treatment is required to reduce the square resistance of the amorphous vanadium oxide film and improve the film crystallization characteristics. The conventional annealing methods take a long time and the annealing process will lead to the degradation of the device perform-ance. The vanadium oxide thin films by laser precision control is treated by changing the laser power,the Gaussian spot morphology and the overlap rate. The effects of laser energy density and spot overlap rate on the sheet resistance, surface roughness and crystallinity of vanadium oxide thin films were studied. The experimental results show that when the laser power is 0. 7 W,the spot overlap rate is 93. 33% and the spot energy density is 62. 2 mJ/cm2 ,the sheet re-sistance of annealed vanadium oxide thin film is obviously reduced,the surface of the film is smooth,and the crystal-linity of vanadium oxide is better.

摘要： The monoclinic phase (M phase) VO2 film is prepared on quartz glass substrate by a model MSP-3200 three-target co-sputter coater with RF magnetron reactive sputtering. The optical properties in incident energy ranges of 0.5–3.5 eV (350–2500 nm) and 0.083–0.87 eV (1400–15000 nm) of VO2 film are investigated by spectroscopic ellipsometry with variable temperature attachment. The good results are determined point by point with the three Lorentz harmonic oscillator dispersion models in the range of 0.5–3.5 eV and four Gaussion harmonic oscillator dispersion models in the range of 0.083–0.87 eV in the state of semiconductor below the transition temperature, while adding seven Lorentz harmonic oscillator dispersion models in the high temperature metallic state film results in the characteristic absorption peaks. The results show that the refractive index of the semiconductor state of VO2 film is maintained at maximum 3.27 and extinction coefficient k is close to zero in the near infrared-mid infrared, which is due to the fact that the absorption of semiconductor thin film in the VIS-NIR range is derived from the free carrier absorption and d// orbital of the semiconductor film has less electron density. The refractive index n of high temperature metallic state VO2 film has an obviously increasing trend in the near infrared-the mid infrared which is larger than the refractive index of the semiconductor state when the incident light energy is 0.45 eV. Extinction coefficient k increases rapidly in the near infrared, which is because the density of free carrier increases in the range of 0.5–1.62 eV and electron transition absorption augments within the V3d band. When the incident energy less than 0.5 eV, k value changes gently in the film because free carrier concentration and flow rates are stable.

摘要： The vanadium oxide thin films were prepared by direct current reactive magnetron sputtering and subsequent thermal reduction annealing .The effects of heat treatment temperature and time on the phase transitions and properties of the thin films were discussed .The surface morphology ,phase structure ,infrared light transmittance and variable resistance with temperature were detected and ana-lyzed by atomic force microscopy (AFM ) ,X-ray diffraction (XRD) ,infrared spectrometer and LCR precision bridge separately .T he results show that the compositions of the as-deposited vanadium ox-ides thin films are V2 O5 and the V2 O5 are reduced to monoclinic structure VO2 mostly after annealing at 500 °C for 120 min under a hydrogen atmosphere ,and the resistance mutations can reach to two or-ders of magnitude .%文章采用直流反应磁控溅射和热还原退火法制备VO2薄膜，研究了退火温度与时间对该薄膜相变和性能的影响。采用原子力显微镜（AFM ）、X射线衍射仪（XRD）、红外光谱仪、LCR精密电桥对薄膜的形貌、结构组分、光学性能和变温电阻进行了测试与分析。实验结果表明，溅射法制备的VO2薄膜主要为 V2 O5相，经过500°C/120 min氢气热还原退火后，薄膜逐步转变为VO2相，电阻突变可达到2个数量级。

摘要： The technology of laser protection using the phase transition properties of vanadium oxide has become a re-search focus.Vanadium oxide thin film was fabricated on ordinary glass substrates by direct current (DC)magnetron sputtering from a vanadium metal target and subsequent annealing.The phase transition of the film was observed by measuring its resistance-temperature (R-T)characteristic curve.Continuous CO2 laser with a power of 8.9 W and a spot diameter of 4.4 mm was used to irradiate on both bare glass disc and glass disc covered with vanadium oxide film to do damage experiments.The data indicated that the film had a semiconductor-metal phase transition temperature of about 30 °C,the bidirectional reflectance of the film before and after the phase transition were 1 3.48% and 76.4%respectively,and the bare glass disc broke down after irradiated for 7.5 s while the glass disc with vanadium oxide film remained unbroken for 38 s.This results show that the fabricated sample has the ability of laser protection because of its high reflectance after the phase transition.%军事目标的抗强激光毁伤是亟待解决的热点难点问题，利用氧化钒的相变特性进行激光防护是当前这一领域的热点之一。本文采用直流磁控溅射加后续热处理的方法在普通玻璃基底上制备了氧化钒薄膜，通过测量其电阻温度特性曲线来观测其相变特性，并利用功率为8.9 W、光斑直径为4.4 mm的二氧化碳连续激光分别照射用作基底的普通玻璃和制备的相变氧化钒薄膜样品进行激光毁伤试验。试验数据显示该薄膜的相变温度约为30°C，薄膜的双向光谱反射率在相变前后分别为13.48％和76.4％，用作基底的玻璃在激光照射7.5 s后破碎，而制备的薄膜样品在照射38 s后才破碎。这表明本文制备的室温相变氧化钒薄膜在相变后具有高反射特性，从而具有一定的抗强激光毁伤能力。

摘要： 在可见光—近红外波段的不同波长下，测量了半导体-金属相变过程中氧化钒薄膜样品的反射率和透射率。在薄膜相变过程中，不同波段的反射率曲线和透射率曲线表现出不同的变化趋势。利用非相干光在薄膜中的多级反射-透射模型，计算了相变过程中不同波长下氧化钒薄膜的折射率n和消光系数k随温度的变化。结果表明，在相变温度附近氧化钒薄膜光学性质的异常变动，其原因既有薄膜的折射率和消光系数随波长的变化趋势不同，也有在吸收性薄膜中存在探测光多次反射和透射的累加效应。%The optical properties of vanadium oxide thin film are measured at semiconductor-metal transition, including reflectance and transmittance results at different wavelengths which show different trends during the phase transition. With a multi-level reflection-transmission model of incoherent light, we calculate the values of refractive index n and extinction coefficient k at different wavelengths, and show that the abnormal optical properties result not only from the dependences of n and k on the wavelength, but also from multiple reflections in the absorbing film.

摘要： 采用射频反应磁控溅射法室温下在普通玻璃衬底上沉积厚度为约180nm的氧化钒薄膜,在高纯N2环境中,不同温度下(350°C、400°C、450°C、500°C)热处理60分钟,发现当热处理温度为400°C时,获得具有相变性能的VO2薄膜.薄膜相变温度为60°C左右,相变前后光透过率变化了13％,电阻变化了1.8个数量级.可见400°C热处理的氧化钒薄膜的相变温度降低，具有良好的相变性能，在智能窗有应用前景。

摘要： 本文采用直流反应磁控溅射法制备氧化钒薄膜,研究和分析了溅射电压和薄膜沉积速率随氧流量的变化.在反应溅射过程中,溅射电压随氧流量的增加逐渐升高,而薄膜的沉积速率在低氧流量下随氧流量的增加快速升高,在高氧流量下则又随氧流量的增加而逐渐降低.对于确定的氧流量,顺序增氧时的溅射电压要低于逆序减氧所对应的溅射电压,顺序增氧时的沉积速率则要高于逆序减氧时对应的沉积速率.分析表明,通过控制溅射电压可以生长特定钒氧比和热阻性能要求的氧化钒薄膜.采用该方法制备的氧化钒薄膜的热阻特性,分析表明:在较低溅射电压下沉积的薄膜,薄膜方阻温度系数(TCR)最大绝对值所对应的温度相对较低;在较高溅射电压下沉积的薄膜,其相变特征较为明显,具有典型的半导体-金属(M-S)相变特征.

摘要： 采用直流反应磁控溅射法在Si(100)基片上生长了厚度分别为14.9,34.1,57.6,70.0,83.4和101.7 nm的氧化钒薄膜.利用光谱式椭偏仪,并采用基于Bruggeman有效介质理论的Lorentz经典共振模型对所制备的薄膜的膜厚、折射率、消光系数进行了模拟和测量,实验表明薄膜厚度在(10～100) nm左右时,对应于633.18 nm测试波长,薄膜的折射率在1.9～2.9,消光系数在0.1～1.

摘要： 氧化钒薄膜的高电阻温度系数(TCR)是制作高灵敏度非制冷红外探测器的一个极其重要参量。探测器的响应率与电阻温度系数紧密相关。高的电阻温度系数将提升红外探测的探测性能。本文对近几年国内外致力于制备高TCR氧化钒薄膜的新技术方法进行了综述与分析。

摘要： 在衬底上溅射沉积一层金属钒膜，然后对其退火制备氧化钒薄膜。研究了原位退火热处理和后续退火热处理对氧化钒薄膜成分及其热敏性能的影响。XPS分析表明，原位380°C退火处理得到的氧化钒薄膜中4价态和5价态钒的比例为1.097：1，经后续退火处理后，该比例变为0.53：1;同时，原位退火处理得到的氧化钒薄膜的V／O比为1：2.24，经后续退火处理变为1：2.33。AFM分析后显示，经后续退火处理的薄膜晶粒尺寸有所增大。测试了薄膜方阻随温度的变化，结果显示，生成的薄膜具有明显的金属．半导体相变;原位退火热处理后的薄膜方阻(R)为5.46 kΩ／□(25°C)，方阻温度系数(TRC)为-1.5％／°C(25°C);后续退火热处理后，薄膜方阻增大到231 kΩ／□(25°C)，方阻温度系数升高为-2.74％／°C(25°C)。此外，就氧化钒薄膜的成分、热敏性能与退火处理之间的关系进行了讨论。

摘要： 在氧化钒薄膜的直流磁控溅射制备中,氩流量是影响沉膜工艺以及薄膜织构和性能的重要因素之一.从氧化钒薄膜制备角度出发,研究了纯氩环境以及氧流量恒定的氩氧混合环境中溅射电压和薄膜沉积速率随氩流量的变化.实验结果有助于对氧化钒薄膜制备工艺进行优化,为氩气流量的选择提供参考。

摘要： 采用离子束溅射和退火工艺,在K9玻璃基体上制备了氧化钒薄膜,并对其微观形貌及组成进行了研究.SEM结果表明,所制备的氧化钒薄膜均匀致密,晶粒尺寸达纳米量级,平均约50nm.由XPS分析可知,薄膜中钒的价态为+4价和+5价,薄膜由VO2和V2O5组成.自行研制了一套实时测量、动态显示测量结果的电阻-温度关系测试系统.应用该测试系统测量了薄膜电阻随温度变化的关系曲线,发现所制备的氧化钒薄膜具有显著的电阻突变特性,其低温段的激活能为0.3106eV,25°C时的电阻温度系数为-0.0406K-1.

摘要： 在直流反应磁控溅射中，参与溅射的反应气体流量对所沉积的薄膜特性有重要影响，而采用的金属靶材不可预控的表面初始氧化态对反应溅射过程同样有深刻影响。由于氧化钒多价态多晶型结构的特点，这些问题在氧化钒薄膜反应磁控溅射沉积时尤为突出。论文详细研究了氧化钒薄膜反应磁控溅射中，金属钒靶在纯Ar环境中预溅和在随后的Ar/O2混合环境中反应溅射时溅射电压的变化。

摘要： 本文用直流磁控溅射法在相对较低温度220 °C下制备出电阻温度系数(TCR)为-1.9％/°C的VOx薄膜.通过XRD、AFM、红外透过测试方法对薄膜的形貌、组分及其红外吸收性能进行分析,结果表明该VOx薄膜非常适合用作非制冷红外探测器热敏材料.与传统的工艺相比,由于该薄膜淀积过程无需高温退火,在后期的红外焦平面制作过程中,可以较好地保护红外焦平面阵列的CMOS电路.

摘要： 本文介绍利用磁控溅射技术在普通玻璃基片上制备热滞薄膜VO2,利用自制真空变温薄膜电阻测试仪器,测试其电阻随温度变化特性.并探讨其在大学物理实验课中开展相关实验的可行性.

摘要： 本发明公开了一种n型氧化镓薄膜的掺杂工艺制备的钒掺杂n型氧化镓薄膜，采用射频磁控溅射方法，制备了表面均匀、成膜致密、结晶性好的钒掺杂n型氧化镓薄膜，与本征氧化镓薄膜相比，五族元素钒的掺杂提供了更多的载流子，显著提高了n型氧化镓薄膜的光电性能。本发明所制备的钒掺杂n型氧化镓薄膜生长速度快，晶体质量高，导电性好，对于功率电子器件，日盲型紫外光探测器，气体传感器和薄膜晶体管等光电子领域具有重要意义和应用前景。

摘要： 本发明提供一种增加氧化钒薄膜近红外波段吸收率的方法，包括以下步骤：通过化学腐蚀、光刻或压印中的一种，在氧化钒薄膜表面形成呈正方形排列的多个圆柱形单元，该多个圆柱形单元所形成的排列结构与空气形成折射率高低交错的光子晶体结构，利用周期结构对入射波的耦合，将入射波耦合为面内的Bloch波模式，从而增加氧化钒薄膜在近红外波段的光吸收率。利用本发明所提出的增加氧化钒薄膜近红外波段光吸收率的方法所制备的氧化钒薄膜，与未采用光子晶体周期结构的氧化钒薄膜相比，基于本发明制造的氧化钒薄膜在700nm‑1700nm波段吸收率明显高于前者。

摘要： 本发明提供一种增加氧化钒薄膜近红外波段透射率的方法，包括以下步骤：在氧化钒薄膜表面通过蚀刻或压印，形成呈三角形排列的多个正方单元结构，该结构与空气组合形成折射率高低交错的二维光子晶体周期结构。本发明还涉及一种由上述方法制备的氧化钒薄膜。本发明的方案利用周期结构的禁带特性，可显著增加氧化钒薄膜在近红外波段的透射率。

摘要： 本发明涉及二氧化钒智能温控薄膜制备用有机钒源及该薄膜制备方法，提供一种适用于通过溶胶-凝胶法制备智能温控二氧化钒薄膜的有机钒源前驱体，其中，以钒酸盐和有机季铵盐为原料，通过沉淀法合成所述有机钒源前驱体。本发明提供的有机钒源前驱体通过简单的沉淀法合成，可降低成本。采用本发明提供的有机钒源前驱体，可适用溶胶凝胶法来制备可热致调光的智能温控二氧化钒薄膜。

摘要： 本发明公开了一种采用低价钒种子层优化氧化钒薄膜性能的方法，涉及电子材料领域，所述方法采用磁控溅射技术，以金属钒为靶材，以Al

摘要： 本发明提供一种增加氧化钒薄膜近红外波段吸收率的方法，包括以下步骤：通过化学腐蚀、光刻或压印中的一种，在氧化钒薄膜表面形成呈正方形排列的多个圆柱形单元，该多个圆柱形单元所形成的排列结构与空气形成折射率高低交错的光子晶体结构，利用周期结构对入射波的耦合，将入射波耦合为面内的Bloch波模式，从而增加氧化钒薄膜在近红外波段的光吸收率。利用本发明所提出的增加氧化钒薄膜近红外波段光吸收率的方法所制备的氧化钒薄膜，与未采用光子晶体周期结构的氧化钒薄膜相比，基于本发明制造的氧化钒薄膜在700nm-1700nm波段吸收率明显高于前者。

摘要： 本发明提供一种增加氧化钒薄膜近红外波段透射率的方法，包括以下步骤：在氧化钒薄膜表面通过蚀刻或压印，形成呈三角形排列的多个正方单元结构，该结构与空气组合形成折射率高低交错的二维光子晶体周期结构。本发明还涉及一种由上述方法制备的氧化钒薄膜。本发明的方案利用周期结构的禁带特性，可显著增加氧化钒薄膜在近红外波段的透射率。

摘要： 本发明涉及二氧化钒智能温控薄膜制备用有机钒源及该薄膜制备方法，提供一种适用于通过溶胶-凝胶法制备智能温控二氧化钒薄膜的有机钒源前驱体，其中，以钒酸盐和有机季铵盐为原料，通过沉淀法合成所述有机钒源前驱体。本发明提供的有机钒源前驱体通过简单的沉淀法合成，可降低成本。采用本发明提供的有机钒源前驱体，可适用溶胶凝胶法来制备可热致调光的智能温控二氧化钒薄膜。

摘要： 本发明公开了一种与氧化钒或掺杂氧化钒热敏薄膜接触的电极材料及其复合膜系结构制备方法，采用金属钒纳米层修饰的金属钛薄膜作为与氧化钒或者掺杂氧化钒热敏薄膜的引出电极，该电极可以采用上电极或下电极方式与氧化钒或掺杂氧化钒薄膜形成接触。复合金属电极制备工艺简单，且与IC制造工艺及MEMS制造工艺兼容，易于与氧化钒或掺杂氧化钒薄膜接触形成欧姆接触特性。

摘要： 本发明公开了一种采用低价钒种子层优化氧化钒薄膜性能的方法，涉及电子材料领域，所述方法采用磁控溅射技术，以金属钒为靶材，以Al