磁控濺射氧化釩薄膜制備工藝研究.pdf

1、VO2薄膜可在68℃時發(fā)生半導(dǎo)體-金屬轉(zhuǎn)變,同時伴隨著光、電、磁性能的突變,在智能窗和激光保護等方面具有潛在的應(yīng)用前景。研究發(fā)現(xiàn)釩可與氧構(gòu)成幾十種氧化物,目前采用的單一制備技術(shù)較難獲得嚴格化學(xué)配比 VO2薄膜。鑒于VO2薄膜廣泛的應(yīng)用價值及目前制備技術(shù)的缺陷,選用合適的制備技術(shù)獲得 VO2薄膜顯得尤為重要。
　　本論文首先采用射頻反應(yīng)磁控濺射制備V2O5薄膜,隨后利用自行設(shè)計研制的熱處理裝置獲得VO2薄膜。利用X射線衍射(XRD)

2、、X射線光電子能譜(XPS)、原子力顯微鏡(AFM)、掃描電鏡(SEM)等測試技術(shù)對制備的氧化釩薄膜進行測量,系統(tǒng)分析磁控濺射工藝參數(shù)(氧分壓、功率及工作氣壓)和真空熱處理工藝參數(shù)(熱處理溫度、熱處理時間)的變化對氧化釩薄膜的影響。
　　研究發(fā)現(xiàn),利用射頻反應(yīng)磁控濺射可獲得高純度、高致密度、高表面光潔度的V2O5薄膜,薄膜的結(jié)晶狀態(tài)隨著氧分壓的變化而變化;濺射功率和氣壓的增大有利于薄膜結(jié)晶,形成晶態(tài) V2O5薄膜。后續(xù)的真空熱處理

3、可實現(xiàn) V2O5薄膜向 VO2含量較高的氧化釩薄膜的轉(zhuǎn)變。研究結(jié)果表明:熱處理過程中所采用的真空形式對獲得的氧化釩物相具有不同的影響。絕對真空(利用磁控濺射設(shè)備獲得)下,可獲得沒有相變性能的VO2(B);相對真空(利用N2氣獲得)下,隨著熱處理溫度(390~680℃)的逐漸升高,薄膜物相按V2O5—V6O13—VO2(R)—V6O13—V2O5的順序進行轉(zhuǎn)化。此外,熱處理時間(50~300min)對磁控濺射V2O5薄膜物相轉(zhuǎn)化也產(chǎn)生顯著