适用于非制冷焦平面探测器的氧化钒薄膜制备研究

氧化钒薄膜由于其具有高电阻温度系数(TCR),近年来被广泛应用于非制冷红外探测器.利用离子束增强沉积法,通过精确控制溅射电压、退火温度优化了氧化钒的制备工艺,制备出的氧化钒薄膜电阻为40kΩ、TCR为-2.5%K-1,满足非制冷焦平面探测器氧化钒薄膜的应用的要求.     

射频磁控溅射氧化钒薄膜的结构与性能研究(英文)

以非制冷微测辐射热计型红外探测器应用为需求背景,采用射频磁控溅射技术在300℃低温条件下制备了氧化钒薄膜。采用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、能量色散谱(EDS)及X射线光电子能谱(XPS)技术表征了薄膜的结晶状态、微观结构与化学组成。采用四探针技术研究了薄膜的电学性能。结果表明该薄膜主要为非晶态的二氧化钒(VO2),并具有光滑的表面形貌。这种非晶VO2薄膜在22～100℃温度范围内不存在半导体-金属相变。100 nm厚的非晶VO2薄膜室温下的面电阻为600 kΩ/□,同时表现出-2.1%/℃的较高电阻温度系数(TCR),这表明该薄膜有希望用于非制冷微测辐射热计型红外探测器。     

非制冷红外探测器用高TCR氧化钒薄膜制备研究

主要介绍了红外探测器的分类、发展,及基于氧化钒薄膜的热探测器的优势;采用直流对靶磁控溅射法制备氧化钒薄膜,通过设计正交实验,获得了氧化钒薄膜的最佳制备参数,分析了各个制备参数对氧化钒薄膜成分以及TCR的影响,研究了硅衬底上氧化钒薄膜电阻温度系数与电阻之间的关系.     

一种高性能氧化钒热敏薄膜的制备和应用

报道一种制备高性能氧化钒热敏薄膜的方法和其应用。采用反应磁控溅射薄膜沉积技术，通过改变氧化钒热敏薄膜沉积时溅射功率，从而调整钒原子在溅射出来之后接触到基片表面时的沉积速率，同时通过对设备进行改造升级，即在钒溅射腔腔外增加一个控制电源来精确控制溅射电压及氧气分压等参数来精确控制反应过程中电流密度，优化了氧化钒薄膜的制备工艺，制备出方块电阻为500 kΩ/□，电阻温度系数（TCR）为?2.7% K?1的氧化钒薄膜。实验测试结果表明，利用高性能氧化钒热敏薄膜制作的非制冷红外焦平面探测器，其噪声等效温差（NETD）降低30%，噪声降低28%，显著提升了非制冷焦平面探测器的综合性能。     

氧化钒热敏薄膜的制备及其性质的研究

报道一种制备氧化钒热敏薄膜的新方法.采用离子束溅射V2O5粉末靶淀积和氮氢混合气体热处理相结合的薄膜技术,可制备热敏性能较好的低价氧化钒薄膜VOx(x＜2.5).对不同温度退火后氧化钒薄膜在10～100℃范围内测定了薄层电阻随温度的变化,得到的电阻温度系数(TCR)值为(-1～-4)%K-1.研究结果表明通过这种方法可在较低温度下制备氧化钒薄膜,这种薄膜具有较低的电阻率和较高的TCR值,可作为非致冷红外微测辐射热计的热敏材料.     

纳米二氧化钒薄膜的制备及其特性研究

采用原子层沉积(ALD)方法,分别以VO(OC3H7)3和H2 O2为钒源和氧源,在载玻片基底上沉积钒氧化物薄膜;在还原气氛的管式炉中,对钒氧化物薄膜进行还原退火结晶,进而得到VO2薄膜晶体.通过扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)及X-射线光电子能谱(XPS)研究所制备的钒氧化物薄膜表面形貌、晶体结构以及组分的变化;利用傅里叶红外光谱(FT-IR)对VO2薄膜的红外透射性进行测试分析.结果表明:ALD所制备的薄膜以非晶态V2O5、VO2和V2O3为主;在通以还原气氛(95％Ar,5％H2)并500℃热处理2h后得到以(011)择优取向的单斜金红石纳米VO2薄膜,VO2晶体薄膜相变前后红外透过率突变量较大.     

基于纳米/微米VO2红外探测器光电响应对比研究

新型纳米结构的二氧化钒(VO2)热敏薄膜具有平均粒度为8 nm和在半导体相区电阻温度系数(TCR)为-6%～7%/K.而通常用于非致冷红外探测器的VO2具有微米结构,粒度为1～2μm、TCR约为-2%/K.采用同样的器件设计,制备了基于纳米结构和微米结构的VO2薄膜128元线列器件,并对两种器件的光电性能进行了对比研究.测试结果表明:基于纳米结构VO2的器件响应率较基于微米结构的VO2器件高近3倍,前者器件的探测性能较后者得到了明显的改善.     

脉冲激光沉积法制备二氧化钒薄膜的研究进展

主要阐述了脉冲激光沉积(PLD)技术在制备金属氧化物方面的物理过程和技术特点,详细介绍了脉冲激光沉积制备二氧化钒(VO2)薄膜的工艺参数和同内外研究进展,并与几种常规制备方法进行了对比,给出了脉冲激光沉积掺杂对VO2溥膜特性的影响,以及脉冲激光沉积制备VO2纳米材料,讨论了脉冲激光沉积制备VO2薄膜存在的问题和发展方向.     

氧化钒热敏薄膜的制备及其性质的研究

报道一种制备氧化钒热敏薄膜的新方法。采用离子束溅射V2O5粉末靶淀积和氮氢混合气体热处理相结合的薄膜技术,可制备热敏性能较好的低价氧化钒薄膜VOx(x＜2.5)。对不同温度退火后氧化钒薄膜在10－100℃范围内测定了薄层电阻随温度的变化,得到的电阻温度系数（TCR）值为（－1～－4）％K^-1。研究结果表明通过这种方法可在较低温度下制备氧化钒薄膜,这种薄膜具有较低的电阻率和较高的TCR值,可作为非致冷红外微测辐射热计的热敏材料。     

氧化热处理对VO2薄膜特性的影响研究

采用直流磁控溅射法,结合氧化法热处理在硅基底上制备VO2薄膜,通过SEM、XRD、XPS、FTIR红外透射率等测试,从多角度分析了氧化热处理对VO2薄膜截面结构、晶相成分、成分价态、红外透射率相变特性的影响。实验分析表明,采用直流磁控溅射与氧化热处理相结合的方法,可获得主要成分为具有明显择优取向单斜金红石结构VO2(011)晶体的氧化钒薄膜,氧化热处理有利于VO2晶粒生长并增加薄膜致密性,同时其红外透射率具有明显相变特性,相变温度为60.5 ℃,3~5 m、8~12 m波段的红外透射率对比值达到99.5%,实现了对红外波段辐射的开关功能,适合应用于红外探测器的激光防护研究,同时可为深入研究对薄膜的氧化热处理提供参考依据。