鎢摻雜VO2熱致變色薄膜的制備與性能研究.pdf

1、VO2是一種智能熱致變色材料，在68℃時它會發(fā)生可逆的半導(dǎo)體-金屬相變。VO2薄膜材料在汽車、紅外探測、光開關(guān)、光存儲器等眾多領(lǐng)域都發(fā)揮著非常重要的作用。由于在相變前后對紅外線透過率的變化性能，二氧化釩成為了制備智能控溫窗玻璃的首選材料。
　　 本實驗采用了兩種不同的薄膜制備方法來制備VO2薄膜:首先是通過利用直流磁控濺射法濺射純的金屬釩靶和鎢釩鑲嵌靶在石英玻璃基片上沉積氧化釩和摻鎢氧化釩薄膜，最后在氣氛爐中對濺射得到的薄膜進(jìn)行

2、氣氛退火以最終得到二氧化釩薄膜。分別研究了濺射過程中氧分壓、退火過程中退火時間、退火溫度、升溫速率等因素對二氧化釩薄膜結(jié)構(gòu)、表面形貌及光學(xué)性能的影響;另一種方法是利用溶膠凝膠法，首先制備乙酰丙酮氧釩和六氯化鎢作為釩和鎢的前驅(qū)體的溶膠，然后采用旋涂法在石英玻璃基片上鍍制摻鎢/未摻鎢的薄膜，最后將薄膜干燥后放置在氣氛爐中進(jìn)行氣氛退火最終得到摻鎢/未摻鎢的二氧化釩薄膜。利用XRD、變溫Raman光譜、FESEM、變溫紅外透過等測試手段來研究保

3、溫時間、退火溫度、不同摻雜比例等因素對薄膜結(jié)構(gòu)、相變性能、光學(xué)性能等方面的影響。綜合以上實驗情況得到以下結(jié)論:
　　 (1)調(diào)節(jié)氧分壓制備釩氧比不同的釩氧化物薄膜，在調(diào)節(jié)不同的退火條件處理后，通過測定XRD來確定在氧分壓為2.44％，退火條件為450℃保溫2小時的條件下能夠生成二氧化釩薄膜。
　　 (2)利用溶膠凝膠法，我們通過對退火條件進(jìn)行探索發(fā)現(xiàn)能夠最終實現(xiàn)在普通窗玻璃上應(yīng)用的退火條件是550℃的溫度下保溫30min

4、能夠得到理想的二氧化釩薄膜，此時的可見光透過率大約在55％左右，在2500nm波長的紅外光的變溫透過差值為40％左右。
　　 (3)采用鑲嵌靶材通過直流濺射制備摻鎢的二氧化釩薄膜沒有獲得成功，原因可能是在制備過程中需要重新尋求不同于制備純的二氧化釩薄膜的氧分壓，而屢次的實驗都沒能找到這個合適的點。
　　 (4)利用溶膠凝膠法制備摻鎢的二氧化釩薄膜通過EDS測試到了鎢的存在，在退火后得到的樣品的SEM圖譜中可以看出鎢的加入