TiO2中间层对基于溶胶–凝胶法制备的VO2薄膜光学特性的影响（英文）

为了提高VO2薄膜的热致相变性能,采用复合结构与掺杂相结合的方法,首先通过溶胶–凝胶法在云母基底上制备锐钛型TiO2薄膜,再在光致亲水性处理的TiO2/云母基底上涂覆V2O5以及掺钨V2O5水溶胶,然后经热处理获得VO2/TiO2及VxW1-xO2/TiO2复合薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)研究薄膜的物相、表面形貌以及热致相变特性.结果表明,VO2/TiO2复合薄膜晶体生长为(011)面择优取向;VxW1-xO2/TiO2复合薄膜产生多种取向。TiO2中间层有助于使VO2薄膜生长致密,相变温度降低,更使VxW1-xO2/TiO2复合薄膜滞后温宽降至约4℃。     

掺杂VO_2的制备方法及其对性能的影响

VO2是一种温感相变材料,在68℃左右它从低温半导体相向高温金属相转变,同时其光学和电学性质发生突变.通过掺杂可以调整VO2的相变温度,掺杂VO2在建筑用节能窗等方面有广阔的应用前景.综述了掺杂VO2粉体和掺杂VO2膜的制备方法和性能,讨论和分析了制备方法、掺杂工艺、基片选择与预处理、掺杂离子性质、复合掺杂离子种类对VO2结构和性能的影响.指出化合价大于V4+的掺杂剂能使VO2相变温度降低,化合价小于V4+的掺杂剂能使VO2相变温度升高,化合价等于V4+的掺杂剂,其离子半径大于V4+的能使VO2的相变温度降低,离子半径小于V4+的能使VO2的相变温度升高.提出了掺杂VO2研究中存在的问题,对掺杂VO2的研究趋势进行了展望.     

VO2薄膜的制备及其热致相变特性研究

以双氧水和V2O5粉末为前驱体制备出V2O5溶胶,然后在云母基底上成膜,通过后续热处理退火得到优异相变性能的VO2薄膜。采用SEM、XRD分析薄膜形貌和微观结构,利用FT-IR等检测薄膜的光学性质。实验表明,VO2薄膜在云母基底上沿(011)晶面择优取向生长,颗粒生长致密且大小分布均匀。薄膜具有优异的相变陡然性,相变温度及滞后温宽都较低。在红外波段,相变前后透过率及反射率变化都较大,对红外光调节性能较好;在可见光波段,薄膜在相变前后都具有较高可见光透过率。     

无机盐离子对多孔VO_2薄膜微观形貌及热致相变性能的影响

以云母(001)为衬底,采用无机溶胶-凝胶法,通过添加表面活性剂十二烷三甲基溴化铵(CTAB),以及加入同一元素族、不同粒径的无机盐离子Li+、Na+、K+和同一周期、不同价态的Na+、Mg2+、Al3+制备多孔VO2薄膜。采用SEM、FT-IR等手段分析薄膜的微观形貌特征和热致相变性能。结果表明,不同化合价、不同粒径的无机盐离子对多孔VO2薄膜的颗粒尺寸分布、微观形貌以及热致相变性能产生影响。     

热致变色VO2薄膜的制备及光学性能研究

利用等离子体发射光谱监测系统(PEM)控制钒的等离子强度,在石英基底上磁控溅射制备了VO2薄膜。采用XRD、XPS、SEM、紫外-可见-近红外分光光度计及傅立叶红外分光光度计研究薄膜的结构、光学及相变特性。结果表明,所制备的VO2薄膜具有(011)取向,VO2薄膜的热滞回线宽度为25℃,可见光透过率和太阳光调节率分别可达Tlum,l=34.1%、Tlum,h=35.3%和ΔTsol=6.8%,相变前后,红外光区的反射率变化最大值可达44.4%。     

热致变色VO2薄膜的制备及光学性能研究

利用等离子体发射光谱监测系统(PEM)控制钒的等离子强度,在石英基底上磁控溅射制备了VO2薄膜。采用XRD、XPS、SEM、紫外-可见-近红外分光光度计及傅立叶红外分光光度计研究薄膜的结构、光学及相变特性。结果表明,所制备的VO2薄膜具有(011)取向,VO2薄膜的热滞回线宽度为25℃,可见光透过率和太阳光调节率分别可达Tlum,l=34.1%、Tlum,h=35.3%和ΔTsol=6.8%,相变前后,红外光区的反射率变化最大值可达44.4%。     

真空还原制备的VO2热致相变薄膜Raman光谱和红外光谱研究

报道了利用真空还原制备的VO2薄膜的红外透射光谱和Raman光谱，并进行370－900nm波段的光透射测试以及900nm波长的热滞回线特性测试，表明所制备VO2薄膜具有优良的热致相变光学特性，结晶状态不同的薄膜其Raman谱位置有明显改变，室温时的红外光谱表现出较好的红外振动特性。讨论了薄膜结晶状态对Raman位移的影响以及VO2薄膜的红外光谱。     

低温热氧化处理温度与时间对氧化钒薄膜性能的影响

采用直流对靶磁控溅射氧化钒薄膜再附加热氧化处理的方式进行金属-半导体相变特性氧化钒薄膜的制备,研究了低热处理温度下热处理温度与时间对氧化钒薄膜组分、晶体结构和相变性能的影响.新制备的氧化钒薄膜为V2O3和VO的混合相.经300℃/1h热处理后,薄膜内出现单斜结构VO2,薄膜具有相变特性;保持热处理时间不变,升高热处理温度至360℃,薄膜表面变得致密,致密的薄膜表面阻碍了氧气与薄膜内部V2O3和VO的反应,VO2成分含量与300℃/1h处理时的含量接近;增加热处理温度并延长热处理时间,如热处理条件为320℃/3h时,薄膜内VO2成分大量增多,电阻值变化幅度超过两个数量级;在300～360℃的热处理温度区间内,薄膜内V2O3和VO不断向VO2转变,相变性能变好,但对VO2的单斜金红石结构没有影响.     

二氧化钒热致变色薄膜的制造策略与先进应用

智能包装是印刷与包装行业新的发展方向,实现了包装与消费者高效便捷的信息交互。智能包装材料的研发以实现不同功能的智能包装技术为基础,其中二氧化钒（VO2）是制备热致变色膜的主要材料之一,广泛应用于智能隔热控温材料领域。在VO2的多种晶形结构中,具有半导体特性的M相在68 ℃ 时可逆相变为金属R相,能够阻挡太阳光波中的红外波段以达到主动调控温度的目的。为此,对VO2热致变色薄膜的相变温度及光学性能的调控方法进行综述,调控方法主要以层状结构为研究基础,通过元素掺杂、不同材料复合及表面改性等方式改善VO2薄膜的性能,这种智能包装材料可以有效调控产品所处的环境温度,因此更加适用于日常生活,并为产品质量提供保证。同时,展望了VO2薄膜的应用发展趋势。     

Al掺杂浓度对Hf0.5 Zr0.5 O2薄膜铁电性能的影响

采用脉冲激光沉积法(Pulsed laser deposition,PLD)在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备TiN/Al掺杂Hf0.5 Zr0.5 O2/TiN的MIM(金属-绝缘体-金属)结构薄膜电容器.对Al掺杂浓度为0％ ～4％(摩尔分数)的Al:Hf0.5 Zr0.5 O2薄膜的微观结构以及电学性能进行了研究,在此基础上,还研究了退火温度对Al:Hf0.5 Zr0.5 O2薄膜的影响.测试结果表明,随着Al掺杂浓度的增大和退火温度的降低,四方相更加稳定,电滞回线更加细窄,剩余极化强度减小.退火温度为500℃时,掺杂浓度为1.03％(摩尔分数)的Al:Hf0.5 Zr0.5 O2薄膜中将诱导出类似反铁电薄膜具有的双电滞回线特性,储能密度更高.分析结果表明,这些变化均是由于Al:Hf0.5 Zr0.5 O2薄膜内四方相与正交相之间发生的场致可逆相变以及氧空位的再分布.     

VO2薄膜相变温度调节方法及机理

VO_2是一种相变温度为68℃(接近室温)的热致相变材料,具有十分广泛的潜在应用价值。但68℃相较于环境温度仍显得较高,而且不同的应用环境对相变温度有不同的需求,因此针对VO_2薄膜相变温度调节问题的研究很有必要。详细介绍了元素掺杂、引入离子液体、氢化处理、界面应力调节等相变温度调节方法并阐述了其各自相变温度调节机理,同时比较了这几种方法的优缺点,并对未来研究方向作出展望,为今后VO2薄膜的制备与应用研究提供了重要参考。     

云母衬底上W掺杂VO_2薄膜的光学和变色性能研究

在云母衬底上采用溶胶-凝胶法制备了掺钨VO2薄膜,采用XRD、SEM、FT-IR和色差等检测手段,对掺杂薄膜物相、表面形貌、相变温度和热致变色性能进行分析。结果表明,掺钨后其相变温度降低到室温以下,并保持良好的红外透过率随温度变化性能;相变前后颜色发生了改变,色差最大值为5.9。     

Pb O3 成分梯度铁电薄膜的结构及性能

采用Sol-Gel方法,通过快速热处理,在Pt/Ti/SiO₂/Si衬底上制备出Pb (Zr, Ti) O₃成分梯度薄膜。用俄歇微探针能谱仪 (AES) 对制备的上梯度薄膜进行了成分深度分析,证实其成分梯度的存在。XRD分析表明,制备的梯度薄膜为四方结构和三方结构的复合结构,但其晶面存在一定的结构畸变。介电温谱测试表明,随着温度的升高,梯度薄膜出现一个铁电-铁电相变点和两个居里点,同时出现一定的频率弥散现象。不同偏压下电滞回线的测试表明,梯度薄膜表现出良好的铁电性质。热释电性能测试表明,梯度薄膜的热释电系数随着温度的升高逐渐增加,并且其热释电系数比每个单元的热释电系数大。      

Pb(Zrx Ti1-x)O3成分梯度铁电薄膜的结构及性能

采用Sol-Gel方法,通过快速热处理,在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备出Pb(Zr,Ti)O3成分梯度薄膜.用俄歇微探针能谱仪(AES)对制备的上梯度薄膜进行了成分深度分析,证实其成分梯度的存在.XRD分析表明,制备的梯度薄膜为四方结构和三方结构的复合结构,但其晶面存在一定的结构畸变.介电温谱测试表明,随着温度的升高,梯度薄膜出现一个铁电-铁电相变点和两个居里点,同时出现一定的频率弥散现象.不同偏压下电滞回线的测试表明,梯度薄膜表现出良好的铁电性质.热释电性能测试表明,梯度薄膜的热释电系数随着温度的升高逐渐增加,并且其热释电系数比每个单元的热释电系数大.     

原子层沉积制备VO_2薄膜及特性研究

原子层沉积(ALD)技术在制备薄膜时因具有厚度精确可控、三维均匀性好以及可以实现大面积成膜和低的成膜温度等优点而使其在各个领域受到广泛关注。本文采用ALD技术,以VO(acac)2和O2分别为钒源和氧源,使用不同的沉积温度(420~480℃)和退火条件(自然冷却、4和8h程序降温)在玻璃基底表面制备VO2薄膜。通过X-射线光电子能谱、X-射线衍射以及扫描电镜对薄膜的价态、结晶状况及表面微观形貌进行表征;通过四探针测试仪对所制备薄膜的半导体-金属相变特性进行了研究。实验结果表明:VO2薄膜相变特性与其微观结构和晶体取向有着直接关系。选择ALD脉冲时序为[10s-20s-20s-20s],循环周期数为300,在450℃沉积且采取自然冷却所制备的VO2薄膜结晶状态良好,相变前后薄膜方块电阻突变量大,具有良好的热致相变特性。因此,该ALD技术可以制备相变特性较好的VO2薄膜。     

碳热还原法制备VO2/云母复合粉体研究

首先采用溶胶-凝胶法和喷雾干燥法在云母微粉表面包覆VO25,然后与炭黑混合均匀,通过高温退火还原获得VO2/云母复合粉体.利用XRD、SEM、FT-IR等手段对其进行表征,结果表明,碳热还原法制备的VO2/云母复合粉体相变温度为68℃,滞后温宽为16℃,在波长λ=4.55μm(波数=2200cm-1)的红外光波段,加入...     

VO_2(M/R)复合薄膜的研究进展

VO2(M/R)薄膜相变前后的红外透过率、电阻率变化显著,在光学、电学开关等领域极具应用潜力。VO2(M/R)复合薄膜能克服纯相材料本身的不足,还可以引入新的性能和结构。综述了VO2(M/R)复合薄膜的特点和主要性能,总结了薄膜的复合方式,讨论了复合薄膜制备中存在的问题,并结合近年的相变机理、制备工艺、复合方式等报道展望了VO2(M/R)复合薄膜的研究发展前景。     

喷雾热解法生长N掺杂ZnO薄膜机理分析

通过超声喷雾热解工艺,以醋酸锌和醋酸铵的混合水溶液为前驱溶液,在单晶Si(100) 衬底上制备了N掺杂ZnO薄膜,采用热质联用分析(TG—DSC—MS)、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)和霍耳效应(Hall-effect)测试等手段研究了喷雾热解工艺下N掺杂ZnO薄膜的生长机理、晶体结构和电学性能.结果表明,随衬底温度的不同,薄膜呈现出不同的生长机理,从而影响薄膜的晶体结构和电学性能.在优化的衬底温度下,实现了ZnO薄膜的p型掺杂,得到的p型ZnO薄膜具有优异的电学性能,载流子浓度为3.21×10¹⁸cm^-3,霍耳迁移率为110cm²·V^-1s^-1,电阻率为1.76×10^-2Ω·cm.     

二氧化钒的制备及应用研究

文章介绍了VO2的晶体结构及在智能温控材料方面的应用,综述了掺杂对VO2相变温度的调控和作为光学减反膜对可见光透过率的调控,分析了掺杂离子的性质、种类对VO2相变温度的影响,并对VO2的制备方法及其超细粉体的研究进展进行了总结。     

射频磁控溅射纳米二氧化钒薄膜的电致相变特性

采用射频磁控溅射方法和热处理工艺制备了二氧化钒（VO2）薄膜,并制作了金属钨／VO2／金属钨三明治结构,通过改变金属钨／VO2／金属钨三明治结构中VO2薄膜与金属钨电极的接触面积,研究了VO2薄膜的电致相变特性．采用x射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、四探针和半导体参数测试仪对VO2薄膜的结晶取向、表面形貌、方块电阻和,I-V特性进行了测试．实验结果表明,所制备的VO2薄膜为具有热致相变特性的单一组分VO2纳米薄膜,在热激励下,薄膜的方块电阻相变幅度达到2个数量级;在电压的激励下,VO2薄膜与金属钨的接触面积为12μm×12um时,电流发生跳变的阁值电压为9．4V,随着接触面积的减小,闽值电压也逐渐降低．