磁控濺射氧化釩薄膜制備工藝研究.pdf

1、VO2薄膜可在68℃時(shí)發(fā)生半導(dǎo)體-金屬轉(zhuǎn)變,同時(shí)伴隨著光、電、磁性能的突變,在智能窗和激光保護(hù)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(yán)格化學(xué)配比 VO2薄膜。鑒于VO2薄膜廣泛的應(yīng)用價(jià)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(jì)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(cè)試技術(shù)對(duì)制備的氧化釩薄膜進(jìn)行測(cè)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(shí)間)的變化對(duì)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(shí)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(duì)獲得的氧化釩物相具有不同的影響。絕對(duì)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(duì)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(jìn)行轉(zhuǎn)化。此外,熱處理時(shí)間(50~300min)對(duì)磁控濺射V2O5薄膜物相轉(zhuǎn)化也產(chǎn)生顯著