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氧分压对磁控溅射VO_2薄膜相变性能的影响
  • ISSN号:1000-2618
  • 期刊名称:深圳大学学报(理工版)
  • 时间:2015.11.30
  • 页码:645-651
  • 分类:O484.1[理学—固体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]深圳大学物理科学与技术学院、薄膜物理与应用研究所、深圳市传感器技术重点实验室,深圳518060
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(11174208);深圳市科技计划资助项目(JCYJ20130326113026749)
  • 相关项目:三倍频强激光薄膜元件的离子后处理机理研究
中文摘要:

采用直流反应磁控溅射工艺在不同氧分压下制备VO2相变薄膜.分别用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、四探针方阻测量系统和分光光度计对薄膜微结构、表面形貌、电学及光学特性进行表征.测量结果表明,薄膜样品是由包含VO2相在内的多相复杂体系构成的,随着氧分压的增加,薄膜中高价态相的钒氧化物增多.所有薄膜均呈现出压应力,压应力大小随着氧分压的升高而逐渐减小.方块电阻温变结果表明,薄膜具有明显半导体-金属相变特性,相变性能随着氧分压的升高呈先增后减特征.高低温透射谱表明,薄膜具有良好红外开关特性.氧分压改变导致膜中氧空位缺陷密度和微结构变化是VO2薄膜半导体-金属相变性能改变的主因.本实验条件下,具有良好热致相变性能的VO2薄膜的最佳生长氧分压是0.04 Pa.

英文摘要:

Vanadium dioxide (VO2) thin films were prepared by reactive magnetron sputtering under different oxygen partial pressures. Microstructure, surface morphology, electrical and optical properties of the samples were characterized by X-ray diffraction instrument, four-point probe system, speetrophotometer, and scanning electron microscopy, respectively. Experimental results indicate that the samples are composed of different complex vanadium oxide phases. With an increase of oxygen partial pressure, the films become higher-valence vanadium oxides. All the samples exhibit compressive intrinsic stresses, and the stress value decreases with the increase of the oxygen partial pressure. The relationship between sheet resistance and temperature reveals remarkable semiconductor-metal transition (SMT) characteristics, and the SMT performance exhibits an initial higher degree and then gets weakened. The transmittance spectra under high and low temperatures reveal that films have a high performance of optical switching in IR range. Variations in oxygen vacancy defect density and microstructure with oxygen partial pressure are the main reasons for SMT variation. In our study, the optimal oxygen partial pressure is 0. 04 Pa for high SMT performance VO2 films deoosition.

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期刊信息
  • 《深圳大学学报:理工版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:深圳大学
  • 主办单位:深圳大学
  • 主编:阮双琛
  • 地址:深圳市南山区南海大道3688号深圳大学办公楼419室
  • 邮编:518060
  • 邮箱:journal@szu.edu.cn
  • 电话:0755-26732266
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-2618
  • 国内统一刊号:ISSN:44-1401/N
  • 邮发代号:46-206
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:3617