Ti、Y摻雜對氧化釩薄膜結構與性能的影響.pdf

1、由于二氧化釩在室溫附近（～68℃）半導體-金屬相變帶來的光電性能突變，使其在許多領域如光電開關、智能窗、光學存儲等都有極大的應用潛力。但二氧化釩多晶薄膜普遍存在相變滯洄寬度大等問題，這將限制其在靈敏度要求高的溫度響應特性場合的應用。因此，二氧化釩多晶薄膜相變特性的調(diào)控近年來受到國內(nèi)外眾多學者的廣泛關注。本文圍繞二氧化釩多晶薄膜相變特性，借助SEM、XRD、Raman、XPS等分析表征手段，探索Ti、Y摻雜對氧化釩薄膜微結構和相變特性的調(diào)

2、控作用和機理。另外，由于氧化釩薄膜優(yōu)良的性能而廣泛用作高性能非制冷紅外探測器的熱敏薄膜材料，進一步提高其電阻溫度系數(shù)（TCR）有助于提高器件靈敏度。本文基于Ti、Y摻雜對氧化釩薄膜性能的研究，以嘗試尋求制備無相變、高TCR氧化釩熱敏薄膜的新方法。論文主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點歸納如下：
　?。?）研究摻Ti對二氧化釩多晶薄膜微結構和相變特性的影響。結果表明:摻Ti對薄膜晶粒尺度有一定抑制作用。摻Ti對薄膜表面形貌的影響則表現(xiàn)出對摻雜量的

3、依賴性：在摻Ti量較低（≤7.7at％）時，從未摻雜時的短蠕蟲狀顆粒變?yōu)榍蛐位蝾惽蛐晤w粒；進一步增加摻Ti量，氧化釩薄膜的顆粒呈現(xiàn)出短棒和類球形相混合的形貌。摻Ti將顯著抑制氧化釩薄膜的相變：相變滯洄寬度顯著降低，相變幅度也明顯降低。摻Ti量的進一步增加，將最終得到無相變高TCR（-4.42%/K）氧化釩薄膜。這為制備無相變高TCR的氧化釩熱敏薄膜提供了一種新方法。
　?。?）提出了通過摻Y制備無相變、高TCR氧化釩熱敏薄膜的新方

4、法。采用低溫反應濺射工藝制備了不同Y含量的氧化釩薄膜。不退火的氧化釩薄膜呈現(xiàn)無定型結構特征，其電阻溫度特性呈現(xiàn)無相變特征。摻Y后其TCR從未摻雜時的2.67%/K提高到3.63%/K；同時，摻Y也大大提高了氧化釩薄膜方阻的環(huán)境穩(wěn)定性。
　?。?）研究了摻Y對二氧化釩多晶薄膜微結構及相變特性的影響機制。采用低溫反應濺射和原位氣氛退火相結合的工藝，制備了摻 Y二氧化釩多晶薄膜。薄膜中，Y以Y3+形式存在；摻Y和未摻雜二氧化釩薄膜都具有