导读:本文包含了二氧化钒薄膜论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:薄膜,二氧化,脉冲,磁控溅射,激光,点缺陷,热学。
二氧化钒薄膜论文文献综述
张化福,沙浩,吴志明,蒋亚东,王操[1]（2019）在《太赫兹波段二氧化钒薄膜的研究进展》一文中研究指出在68℃附近,二氧化钒薄膜就能实现低温半导体相和高温金属相之间的一级可逆相变,相变时二氧化钒薄膜的太赫兹透过率和反射率等都会发生急剧的变化。更为重要的是,除了加热之外,其他激励方式,如光照、电场、太赫兹场等也能使二氧化钒薄膜发生相变。这一独特、优异的半导体-金属相变性能使得二氧化钒薄膜在太赫兹开关、调制器等领域具有巨大的应用前景。因此,二氧化钒薄膜已成为太赫兹材料与功能器件方面的一个研究热点。研究工作主要集中在二氧化钒薄膜的制备方法、相变性能及在太赫兹器件领域的应用叁个方面。探究制备高质量二氧化钒薄膜的方法是其获得优异的相变性能及应用的前提条件。在太赫兹波段,二氧化钒薄膜的常用制备方法有脉冲激光沉积法、磁控溅射法及溶胶-凝胶法。脉冲激光沉积法是最早用来研究太赫兹波段二氧化钒薄膜相变性能的薄膜制备方法,该法制备的薄膜质量高、相变性能好。磁控溅射法制备二氧化钒薄膜时,主要采用在氩气/氧气混合气氛下溅射金属钒靶的反应磁控溅射法。然而,利用反应溅射法时,二氧化钒薄膜的成膜条件范围很窄(尤其是氧流量比),不利于薄膜结构及性能的优化。为此,研究者们探索利用二氧化钒陶瓷材料作为溅射靶材来制备二氧化钒薄膜。尽管脉冲激光沉积法和溅射法被广泛应用于制备二氧化钒薄膜,但所需设备复杂且成本高。相比之下,溶胶-凝胶法设备简单、成本低且易于实现掺杂和成分控制,但薄膜附着性差。二氧化钒薄膜的相变性能研究主要包括不同的相变激励方式及相变性能的优化提高两个方面。二氧化钒薄膜的热致相变简单易控,但响应时间长;而光致及电致相变响应快,但实现相变的条件要求高,且调制幅度较小。二氧化钒薄膜相变性能的提高一直颇受关注,优化工艺条件、掺杂及制作超材料结构是目前常用的方法。在应用方面,二氧化钒薄膜主要是被用来制作太赫兹开关和太赫兹线偏振器、可调频滤波器、频率选择表面器及吸收器等太赫兹调制器。本文对近年来太赫兹波段二氧化钒薄膜的制备方法、相变性能以及在太赫兹方面的应用进展进行了综述。(本文来源于《材料导报》期刊2019年15期）
余韵[2]（2019）在《钼掺杂二氧化钒薄膜生长及器件制备》一文中研究指出在氧化钒系列中,二氧化钒(VO_2)由于其优异的相变性能,而且可以掺杂适当的离子来改变VO_2相变温度,通过制备薄膜和纳米结构形式的VO_2并在这些材料中掺杂离子,可以在不同温度下诱导各种光学和电学转换。而研究如何将离子掺入VO_2材料中,并对其相变温度起到调控作用,是具有重要意义的。本论文根据VO_2薄膜研究发展方向和应用方面的需求,以MoO_3和V_2O_5粉末为反应源,通过掺杂Mo离子来调控VO_2的相变温度,并详细的研究了掺杂离子对VO_2形貌、结构、相变性能的影响,以及在光电响应性能上的研究。本文创新地使用蒸汽-固体法(VS)生长Mo掺杂的VO_2薄膜,通过SEM、XRD进行表征,纳米薄膜沿着[110]方向择优生长,是一种高纯度的单晶薄膜。通过设置对照组改变掺杂浓度,测试了在不同掺杂浓度下VO_2薄膜电阻随温度变化曲线。测试结果表明,当Mo的掺杂浓度为9%时,VO_2薄膜的相变温度降至49℃。很显然,利用Mo离子掺杂,能有效降低VO_2相变温度。基于掺杂VO_2薄膜光电响应性能测试,研究了薄膜在532nm、635nm、780nm、808nm不同波长激光器照射下的响应特性,结果表明,Mo掺杂的VO_2薄膜表现出优异的光电行为和良好的再现性。光电流显示出对辐照功率密度的强烈依赖性。随着功率密度的增加,光电流相应地增加。设计了一种以掺杂VO_2薄膜为导电沟道的场效应晶体管(MOSFET)器件,通过光刻、刻蚀、电子束蒸发、磁控溅射沉积等工艺,来完成器件的制备。进行了I_(DS)-V_G传输特性测试、I_(DS)-V_(DS)输出特性测试及可见光、红外光响应特性测试,电学特性表明,改变栅极电压(V_G)的大小,可实现对沟道电阻的调控。光电研究表明,通过增加栅极负电压,可缩短光电流响应时间,且响应速度更快,同时证实了所制备的MOSFET器件具有较高灵敏度和快速响应能力。(本文来源于《东华理工大学》期刊2019-06-14）
黄太星[3]（2019）在《点缺陷对二氧化钒薄膜结构和性能的影响研究》一文中研究指出二氧化钒(VO2)薄膜材料是一种具有相变特性的功能薄膜,在红外探测、非制冷红外成像、光控器件、智能窗、可调波段隐身装备和超表面等领域具有应用潜力。VO2相变过程受温度影响,升温降温过程中材料的结构发生从单斜相到四方相转变的一级相变。在相变的同时,VO2单晶薄膜伴随着4～5个数量级的电阻率突变和明显的光学透过率改变,尤其是红外波段的透过率由高变低,可应用于智能光学器件。然而,由于相变潜热的存在,VO2相变过程存在热滞回线,导致其结构和性能与温度不能一一对应,造成了红外伪装、可调谐光波导器件的应用困难。另一方面,VO2的相变温度在60℃左右,远高于室温,这为V02薄膜的广泛应用带来了不便。上述问题已成为制约VO2材料应用的关键难点。空位、替位原子、间隙原子等点缺陷对材料的结构和性能影响很大,可以对材料的晶相、电学和光学等方面的性能产生显着的影响。近年来,点缺陷对VO2材料的相变过程和结构性能的影响成为大家研究的重点,特别是点缺陷对VO2光学性能和电学性能的调控作用能够使我们得到较为理想的相变材料。如果合理的利用缺陷,可以解决VO2材料相变幅度小、存在滞回线和相变温度高等问题。本文紧紧围绕点缺陷对VO2薄膜结构性能的影响,采用激光脉冲沉积制备并调控VO2薄膜的点缺陷含量,采用共聚焦拉曼等表征方法手段测试材料相变过程,并基于等效媒质法和Drude-lorentz模型,研究了点缺陷对VO2结构和性能的影响,主要研究成果如下:(1)利用脉冲激光沉积技术制备了纯相的VO2薄膜,研究了不同氧分压条件下退火对样品的光电性能的影响,发现随着退火过程中氧分压的增加,薄膜相组成发生了从V2O3到VO2再到V2O5的转变;通过共焦拉曼显微成像技术观察到VO2薄膜在166 cn-1处出现了新的拉曼散射峰,这是在VO2和V2O5相中出现V4+/V5+混合价态区域。这些区域不参与金属-绝缘体相变过程,正如其持续且相对稳定的拉曼散射峰强度,直到高温区域;通过变温椭偏仪的测试拟合出在不同相变状态下材料的n,k值,采用Drude-lorentz模型和等效媒质理论对VO2薄膜的光学性质进行了拟合,得出了氧缺陷和VO2薄膜电学、光学性能变化状态的对应关系,特别是与材料光学常数的定量关系。(2)利用脉冲激光沉积技术制备了 Hf4+离子掺杂VO2薄膜,研究了 Hf4+离子缺陷对VO2薄膜性能的影响,发现相比于未掺杂VO2薄膜,Hf4+离子掺杂VO2可以显着减小金属-绝缘体相变过程中的滞回线宽度。掺杂后的薄膜电阻展现出明显的金属-绝缘体相变(MIT)特性,且电阻变化在2-3个数量级。当掺杂浓度为1 at.%和3 at.%时,薄膜的相变滞回线宽度分别从8.3℃减小到1.9℃和2.7℃。通过拉曼光谱分析,发现Hf4+离子掺杂会导致V-O振动模式发生蓝移,而对V-V振动声子模式几乎没影响;掺杂浓度为1 at.%和3 at.%样品的中红外热辐射成像结果表明该条件下制备的薄膜在加热和冷却过程中几乎没有滞回线现象。利用脉冲激光沉积技术将Hf4+离子掺杂VO2薄膜沉积在硅微环型器表面,研究了 Hf4+离子掺杂VO2薄膜对硅基微环型器性能的影响,发现该种薄膜可以对硅微环型器谐振峰位置和品质因子进行有效变温调控。(3)利用PLD技术制备了Hf4+/W4+离子掺杂VO2薄膜,研究了共掺杂对VO2薄膜性能的影响,发现当Hf4+离子掺杂浓度为1 at.%时,随着W4+离子掺杂浓度增加,(011)晶面的衍射强度逐渐增强,说明其结晶性不断改善。同时,对所制备的样品进行电学测试,其温度-电阻关系曲线表明Hf4+/W4+离子共掺VO2薄膜显着减小了材料的相变温度并使其相变滞回线宽度变窄。以上研究结果为理解不同氧化学量的氧化钒薄膜系统的相演化、MIT过程和光学性质提供了依据。同时,Hf4+离子掺杂和Hf4+/W4+离子共掺杂可显着减小VO2薄膜的相变温度并使其相变滞回线宽度变窄,这说明这种材料在红外伪装和热辐射控制应用中具有很好的潜力。(本文来源于《电子科技大学》期刊2019-04-21）
唐亚华[4]（2019）在《基于二氧化钒薄膜的太赫兹可调超表面结构研究》一文中研究指出太赫兹波特殊的频率范围使其具备一些独特性质,在无线通信、无损检测及传感等方面受到越来越多的关注,而这些应用的实现都需要一些调制器件来更好的操纵太赫兹波。许多天然材料对太赫兹辐射没有响应,超材料的出现解决了这一问题,将具有可调谐性的材料与超材料结合可以实现对太赫兹波的动态调控。大部分太赫兹调制器在谐振频点处都呈现带阻特性,具有比较高的插入损耗,不利于器件的安装调试。VO_2是一种在外界激励作用下电导率可以发生5个数量级变化的可调谐性材料,因此本论文利用VO_2薄膜设计了电控常开型的可调超表面器件来解决这一问题。首先,本论文用CST电磁仿真软件优化常见的电谐振单元,并结合埋栅电极进行共面馈电,设计了两种基于VO_2薄膜的常开型超表面器件;这两种超表面调制器件可以同时对太赫兹波的幅度和相位进行调制,对相应谐振频点处的电场分析得到两种器件的调控机理。然后利用半导体制造工艺技术制备了上述设计的常开型超表面器件。为了对其调制性能进行表征,利用THz时域光谱系统,对制备好器件的进行透射率测试;并与仿真得到的曲线进行对比分析,提出并实施了改善器件性能的方案。最后利用透射式太赫兹连续波测试系统对器件的调制速度进行测试,并分析了SiO_2薄膜的加入对器件调制速度的影响。本论文设计的这两种常开型太赫兹可调超表面器件的插入损耗均小于等于2dB,最大调制深度都在90%以上,图形化VO_2薄膜后调制器件的最大相位差为116°。从实验的测试结果中可以看到,测试曲线与仿真曲线变化趋势相同,完成了对仿真设计的验证。并通过排除硅衬底的影响,提升了器件的透射率。加入SiO_2薄膜来改善VO_2薄膜的电学性能,测试发现SiO_2薄膜的加入可以提升器件的调制速度,为研制调制性能更好的太赫兹器件提供新思路。(本文来源于《电子科技大学》期刊2019-04-01）
张立生,李慧,张汉鑫,梁精龙[5]（2019）在《二氧化钒薄膜制备工艺的研究进展》一文中研究指出阐述了二氧化钒的基本特性及应用。对几种二氧化钒薄膜制备工艺做了叙述,强调了掺杂和退火处理对薄膜相变温度和特性的影响。(本文来源于《热加工工艺》期刊2019年06期）
康志鹏[6]（2019）在《二氧化钒薄膜瞬态热学性质研究》一文中研究指出二氧化钒(vanadium dioxide,VO_2)是一种性能优异的相变材料,具有最接近室温的绝缘相-金属相的相变(metal-insulator transition,MIT)温度,伴随着相的改变,它的热学性质、光学性质、电学性质以及磁学性质都会出现巨大的变化,因此VO_2材料具有极大的潜在应用价值,可以被广泛应用于热致开关、光致开关和能量信息储存等微电子器件领域。然而目前微电子产品的发展向着更加轻便、微小、高性能的方向快步前进,随之而来的就是器件的功耗问题,因此材料的热学性质尤其是最接近实际使用情况的瞬态热学性质的研究具有非常重大的意义。但是在过去的几十年中,VO_2薄膜在相变过程中的光学特性、磁学特性、电学特性乃至电子迁移等特性都有了详细而深入地研究,而对于VO_2薄膜在相变前后的热学性质,如瞬态热扩散曲线的测试及研究,则鲜有报道。这在一定程度上限制了VO_2薄膜在热学领域的应用和发展。目前来看,应用于微纳米尺度下材料的热学性质的测试方法主要有接触式和非接触式两种。接触式测量法分为周期加热法、3ω法、悬空热导法和短线法四种;非接触测量法分为闪光法、光热反射法和光声法叁种。但是这些方法并不能获得材料的瞬态热扩散曲线并求解出精确的热导率,对于材料的瞬态热学性质的研究造成了极大局限性。针对以上问题,本课题采用实验和仿真相结合的方法来研究VO_2薄膜的瞬态热学性质。为此,本工作首先通过使用高分子辅助沉积(polymer assisterd deposition,PAD)法制备了四组不同厚度的高质量VO_2薄膜样品,并对样品在不同温度下的光学性质进行了测量,得到了透射率和反射率随温度变化的曲线。通过四组VO_2薄膜样品的电阻-温度(Resistance-Temperature,R-T)曲线测试、Raman测试及XRD测试,对不同厚度的VO_2薄膜的晶体中的电子间相互作用、晶格形变及晶格中的缺陷进行了深入分析。接下来通过使用NanoTR热分析系统对四组VO_2薄膜样品的瞬态热扩散曲线进行了测试和分析,得到了VO_2薄膜在297K-353K范围内的热扩散曲线及其变化情况,并通过热分析软件拟合得到了四组样品在相变前后的热导率。最后通过使用ANSYS有限元分析软件,建立了VO_2薄膜的双层瞬态热传导简化模型,并在使用标准样品对该模型进行校验后,对四组不同厚度的VO_2薄膜在297K及353K温度下的热扩散曲线进行了仿真。通过对比实验和仿真数据,得到了VO_2薄膜在相变前后更为精确的热导率及其变化情况。在对由薄膜厚度不同引起VO_2薄膜热导率的变化的研究中,结合晶体中的热传导机理,对VO_2薄膜中的电子-电子热传导、声子-声子热传导及声子散射作用进行了分析,排除了界面接触热阻的影响,证实了薄膜厚度对晶格形变的影响从而导致VO_2薄膜热导率发生变化的推断。(本文来源于《电子科技大学》期刊2019-03-01）
何长安,王庆国,曲兆明,卢聘,王妍[7]（2018）在《磁控溅射工艺对二氧化钒薄膜生长及场致相变性能的影响》一文中研究指出为揭示VO2薄膜场致相变规律,指导氧化钒工业化规模制造与应用,使用磁控溅射直流溅射工艺在蓝宝石衬底上制备了VO2薄膜。对薄膜进行了XRD及SEM测试,分析了溅射氧分压、溅射温度及溅射压强对晶体组份、晶粒的生长趋势及晶体表面结构的影响规律。对VOx薄膜的场致相变特性进行了测试研究,分析了VOx薄膜的导电开关特性,总结了溅射氧氩比对其临界相变电场区间及电导率变化倍数的影响规律。得出结论,基片温度对成膜速度和晶粒大小及晶粒间隙有很大影响,溅射气压对薄膜表面晶体生长的均匀性影响显着,氧分压是影响薄膜组份的重要因素,氧氩比会影响薄膜的场致相变电导率变化倍数和临界相变电压区间。(本文来源于《功能材料》期刊2018年12期）
孙俊梅,梁子辉,赵丽,董兵海,王世敏[8]（2018）在《一种超亲水自清洁、智能控温的钨掺杂二氧化钒薄膜的制备及其性能表征》一文中研究指出本实验采用一种简单、低成本有效的溶胶-凝胶法制备了热致变色钨掺杂二氧化钒薄膜。首先将乙酰丙酮氧钒和氯化钨置于甲醇溶液中反应制备出前驱体,然后将前驱物旋涂在衬底基材上。最后在氩气氛围中、600℃进行退火。同时,对所制备的二氧化钒薄膜进行了XRD、XPS、SEM、UV和WCA等表征和测试。结果表明,钨掺杂二氧化钒薄膜颗粒尺寸范围从30～150nm,薄膜的表面展现出优异的亲水性,其静态水接触角为12°。根据光学测试,钨掺杂VO_2薄膜表现出优异的光学性能与可见光调节效率(Tlum,s=80.75%,Tlum,m=79.24%)和优良的太阳能调节效率(ΔTsol=9.10%,Tsol,s=81.40%,Tsol,m=72.30%)。VO_2薄膜相变表现出可适用的相变温度:在钨掺杂摩尔量为2%时,其相变温度为32℃。(本文来源于《材料导报》期刊2018年S2期）
张聪,康朝阳,宗海涛,李明,梁珊珊[9]（2018）在《应力对蓝宝石衬底上生长二氧化钒薄膜结构和光电性能的调控》一文中研究指出利用脉冲激光沉积技术在蓝宝石衬底上生长不同厚度的VO_2薄膜,对薄膜的结构、表面形貌和光电性能进行研究。结果表明:所沉积的VO_2薄膜为具有单晶性能、表面平整的单斜晶相的VO_2薄膜,相变前后,方块电阻的变化可达到3～4个数量级,在波长为2500nm的透过率变化最高可达56%,优化的可视透过率(T_(lum))和太阳能调节率(?T_(sol))为43.2%和8.7%。薄膜受到的应力对VO_2薄膜有重要影响,可以通过调节薄膜的厚度对VO_2薄膜光电性能实现调控。当VO_2薄膜厚度较小时,薄膜受到拉应力,拉应力能使相变温度显着降低,金属–绝缘体转变性能(MIT)不但与载流子浓度的变化相关,而且还受载流子迁移率变化的影响;当VO_2薄膜厚度较大时,薄膜受到压应力,VO_2薄膜的相变温度接近块体VO_2的相变温度,MIT转变主要来自于载流子浓度在相变前后的变化,其载流子迁移率几乎不变。(本文来源于《无机材料学报》期刊2018年11期）
尚雅轩,梁继然,刘剑,赵一瑞,姬扬[10]（2018）在《利用噪声谱表征二氧化钒薄膜的光学相变特性》一文中研究指出利用自主搭建的实验系统,同步实时地测量了热致相变材料二氧化钒(VO2)薄膜在相变过程中的反射率及其涨落(噪声谱).实时傅里叶变换采集卡测得的噪声谱不仅可以像反射率测量一样给出样品的相变温度(55℃),还在样品的高温区金属相里发现了一个明显的噪声峰(位于15~20 MHz),而低温区半导体相的噪声谱几乎是平坦的.这种噪声峰也反映了薄膜样品中低温半导体相和高温金属相的晶体结构差异.噪声谱测量可以广泛地应用于相变材料的研究.(本文来源于《红外与毫米波学报》期刊2018年05期）
二氧化钒薄膜论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
在氧化钒系列中,二氧化钒(VO_2)由于其优异的相变性能,而且可以掺杂适当的离子来改变VO_2相变温度,通过制备薄膜和纳米结构形式的VO_2并在这些材料中掺杂离子,可以在不同温度下诱导各种光学和电学转换。而研究如何将离子掺入VO_2材料中,并对其相变温度起到调控作用,是具有重要意义的。本论文根据VO_2薄膜研究发展方向和应用方面的需求,以MoO_3和V_2O_5粉末为反应源,通过掺杂Mo离子来调控VO_2的相变温度,并详细的研究了掺杂离子对VO_2形貌、结构、相变性能的影响,以及在光电响应性能上的研究。本文创新地使用蒸汽-固体法(VS)生长Mo掺杂的VO_2薄膜,通过SEM、XRD进行表征,纳米薄膜沿着[110]方向择优生长,是一种高纯度的单晶薄膜。通过设置对照组改变掺杂浓度,测试了在不同掺杂浓度下VO_2薄膜电阻随温度变化曲线。测试结果表明,当Mo的掺杂浓度为9%时,VO_2薄膜的相变温度降至49℃。很显然,利用Mo离子掺杂,能有效降低VO_2相变温度。基于掺杂VO_2薄膜光电响应性能测试,研究了薄膜在532nm、635nm、780nm、808nm不同波长激光器照射下的响应特性,结果表明,Mo掺杂的VO_2薄膜表现出优异的光电行为和良好的再现性。光电流显示出对辐照功率密度的强烈依赖性。随着功率密度的增加,光电流相应地增加。设计了一种以掺杂VO_2薄膜为导电沟道的场效应晶体管(MOSFET)器件,通过光刻、刻蚀、电子束蒸发、磁控溅射沉积等工艺,来完成器件的制备。进行了I_(DS)-V_G传输特性测试、I_(DS)-V_(DS)输出特性测试及可见光、红外光响应特性测试,电学特性表明,改变栅极电压(V_G)的大小,可实现对沟道电阻的调控。光电研究表明,通过增加栅极负电压,可缩短光电流响应时间,且响应速度更快,同时证实了所制备的MOSFET器件具有较高灵敏度和快速响应能力。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
二氧化钒薄膜论文参考文献
[1].张化福,沙浩,吴志明,蒋亚东,王操.太赫兹波段二氧化钒薄膜的研究进展[J].材料导报.2019
[2].余韵.钼掺杂二氧化钒薄膜生长及器件制备[D].东华理工大学.2019
[3].黄太星.点缺陷对二氧化钒薄膜结构和性能的影响研究[D].电子科技大学.2019
[4].唐亚华.基于二氧化钒薄膜的太赫兹可调超表面结构研究[D].电子科技大学.2019
[5].张立生,李慧,张汉鑫,梁精龙.二氧化钒薄膜制备工艺的研究进展[J].热加工工艺.2019
[6].康志鹏.二氧化钒薄膜瞬态热学性质研究[D].电子科技大学.2019
[7].何长安,王庆国,曲兆明,卢聘,王妍.磁控溅射工艺对二氧化钒薄膜生长及场致相变性能的影响[J].功能材料.2018
[8].孙俊梅,梁子辉,赵丽,董兵海,王世敏.一种超亲水自清洁、智能控温的钨掺杂二氧化钒薄膜的制备及其性能表征[J].材料导报.2018
[9].张聪,康朝阳,宗海涛,李明,梁珊珊.应力对蓝宝石衬底上生长二氧化钒薄膜结构和光电性能的调控[J].无机材料学报.2018
[10].尚雅轩,梁继然,刘剑,赵一瑞,姬扬.利用噪声谱表征二氧化钒薄膜的光学相变特性[J].红外与毫米波学报.2018
论文知识图
