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快速热处理制备相变氧化钒薄膜及其特性研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:Acta Physica Sinica
  • 时间:2012
  • 页码:-
  • 分类:O484.1[理学—固体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]天津大学电子信息工程学院,天津300072
  • 相关基金:国家自然科学基金青年科学基金(批准号:61101055)和高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20l00032120029)资助的课题.
  • 相关项目:热致相变调控二氧化钒基金纳米颗粒局域表面等离子体共振特性研究
中文摘要:

采用直流对靶磁控溅射在Si(100)基底上沉积金属V薄膜,然后分别在纯氧气环境和纯氮气环境下进行快速热处理制备具有金属一半导体相变特性的氧化钒(VOx)薄膜,热处理条件分别为纯氧气环境下430℃/40s.450℃/40S,470℃/40S,450℃/30S,450℃/50S,纯氮气环境下500℃/15S.用x射线衍射仪、X射线光电子能谱、原子力显微镜和扫描电子显微镜对薄膜的结晶结构、钒的价态和组分以及微观形貌进行分析.利用四探针薄膜电阻测量方法和THz时域频谱技术分析薄膜的电学特性和光学特性.结果表明:金属v薄膜经过纯氧气环境450℃/40S快速热处理后形成了具有低相变特性的VOx薄膜,升温前后薄膜方块电阻变化幅度达到两个数量级,THz透射强度变化幅度较小.为了提高薄膜的相变特性,对制备的VOx薄膜采用纯氮气环境500℃/15S快速热处理,薄膜的相变特性有了明显提升,相变前后方块电阻变化达到3个数量级,THz透射强度变化达到56.33%.

英文摘要:

Metalinsulator phase transition VOx thin film is fabricated on a Si (100) substrate after the metal V thin film, prepared by direct current facing targets magnetron sputtering has been rapidly thermally treated first in pure oxygen environment and then in pure nitrogen environment. The thermal treatment conditions are 430 ℃/40 s, 450 ℃/40 s, 470 ℃/40 s, 450 ℃/30 s, 450 ℃/50 s in pure oxygen environment and 500 ℃/15 s in pure nitrogen environment. XRD, XPS, AFM and SEM are imployed to analyze the crystalline structure, valentstate and the components, morphology of the thin film. The electrical and optical characteristic of the thin film are analyzed by the Fourpoint probe method and THz time domain spectrum technology. Results reveal that after 450 ℃/40 s rapid thermal treatment in pure oxygen environment the metal V thin film turns into VOx thin film which has low properties of phase transition. Before and after heating, the change of resistivity reaches 2 orders of magnitude and the range of the THz transmission intensity shows smooth change. In order to improve the properties of phase transition, the VOx thin film is treated by 500 ℃/15 s rapid thermal process in pure nitrogen environment. After that, we find that the thin film shows a good phase transition performance, accompanied by a sheet square resistance drop of above 3 orders of magnitude and a 56.33% reduction in THz transmission intensity.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,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),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876