二氧化钒薄膜的制备及光电性能研究进展

二氧化钒(M/R相)作为一种典型的热致相变材料,在诸多领域都有着广阔的应用。仅在68℃左右便可发生高温金属相-低温半导体相的完全可逆相变,且相变前后材料的光学、电学等特性均会发生明显变化。基于该特性,二氧化钒可应用于设计各种近红外和中红外调制器件,如“智能窗”、光学器件、军事防护器件等,并具有极高的实用价值。二氧化钒热致变色性能的优劣在很大程度上取决于薄膜的合成方法和制备过程中的参数调控,首先总结了关于二氧化钒相变机理的探索研究,其次重点概述了近几年二氧化钒薄膜制备方法的研究进展,包括磁控溅射法、脉冲激光沉积法、溶胶-凝胶法、分子束外延法和溶剂热/水热法等,并讨论了各种制备技术的优缺点。另外,在改善薄膜的热致变色性能方面,总结概述了掺杂和复合工艺对薄膜性能的影响。最后,对二氧化钒薄膜存在的问题及其未来的研究及应用方向进行了讨论与展望。     

二氧化钒相变分析及应用

二氧化钒是一种热致变色材料,块体VO2在68℃时会从高温的西方晶系相变到低温的单斜晶系,而且相变可逆。由于其相变的特殊性,使VO2有广泛的应用。本文分析了二氧化钒相变晶体学、热力学和动力学特征;探讨了影响VO2薄膜相变的因素,并将薄膜相变特性和膜的制取及应用结合起来,以期更好地探讨二氧化钒相变的应用研究。     

基于智能变色的发射率可调型薄膜研究进展

介绍了基于电致变色和热致变色的可变发射率薄膜及器件的基本原理及目前的研究现状,重点总结了三氧化钨(WO3)、导电高分子(CPs)、钙钛矿型复合氧化物(A1-xBxMO3)、二氧化钒(VO2)等四类典型红外发射率可变材料。最后针对电致变色和热致变色分别提出了存在的具体问题,对我国智能变色发射率可调型薄膜及器件的发展进行了展望。     

二氧化钒薄膜在智能窗方面应用研究

二氧化钒是一种热致变色材料，相变温度为68℃，相变前后二氧化钒光学性能有较大的变化，如二氧化钒对红外线透过率低温态时大，高温态时小，利用这一特点，在玻璃基体上沉积二氧化钒薄膜，可实现对汽车、建筑物、航天器等室内温度的自动调节，从而达到对太阳光能的智能化利用，节省地球能源，本文分析应用原理并且探讨相关问题。     

二氧化钒制备与应用的新进展

二氧化钒是一种性能优异的金属-半导体相变材料,其相变温度接近于室温,因此具有良好的应用前景.综述了二氧化钒粉体与薄膜的制备方法,系统地介绍了二氧化钒薄膜在各领域的研究进展,并展望了二氧化钒的研究前景.     

二氧化钒薄膜智能窗的研究进展

二氧化钒具有良好的半导体-金属相变特性,在常温下,二氧化钒的晶体结构为单斜晶系结构(M相),随着温度的升高达到相变温度,二氧化钒的晶型变成四方晶红石结构(R相),当温度降低到相变温度时,二氧化钒的晶型又变回单斜晶系结构(M相)。这种典型可逆热色特征,使二氧化钒成为当前建筑用智能窗材料的最佳选择。综述了近些年来制备VO_2薄膜的几种常用方法,并针对VO_2薄膜在热色智能窗应用方面存在的主要问题,从掺杂和复合薄膜结构两方面总结了提高VO_2薄膜性能的改进工艺,为推进VO_2薄膜智能窗的进一步研究提供了依据。     

一种超亲水自清洁、智能控温的钨掺杂二氧化钒薄膜的制备及其性能表征

本实验采用一种简单、低成本有效的溶胶-凝胶法制备了热致变色钨掺杂二氧化钒薄膜。首先将乙酰丙酮氧钒和氯化钨置于甲醇溶液中反应制备出前驱体,然后将前驱物旋涂在衬底基材上。最后在氩气氛围中、600 ℃进行退火。同时,对所制备的二氧化钒薄膜进行了XRD、XPS、SEM、UV和WCA等表征和测试。结果表明,钨掺杂二氧化钒薄膜颗粒尺寸范围从30～150 nm,薄膜的表面展现出优异的亲水性,其静态水接触角为12°。根据光学测试,钨掺杂VO₂薄膜表现出优异的光学性能与可见光调节效率(T_lum,s = 80.75%,T_lum,m = 79.24%)和优良的太阳能调节效率(ΔT_sol = 9.10%,T_sol,s = 81.40%,T_sol,m= 72.30%)。VO₂薄膜相变表现出可适用的相变温度:在钨掺杂摩尔量为2%时,其相变温度为32 ℃。     

磁控溅射沉积二氧化钒薄膜及其电致相变特性研究

采用反应射频磁控溅射技术在熔融石英玻璃衬底上制备了组分单一的二氧化钒薄膜。在制备好的二氧化钒薄膜上使用半导体工艺制备了金属叉指电极,通过半导体测试仪测试其电致相变特性。结果表明,当电极上所加电压达到一定阈值时电流发生突变,即薄膜发生半导体-金属相变。     

晶粒尺寸对氧化钒薄膜电学与光学相变特性的影响

采用直流对靶磁控溅射方法制备氧化钒薄膜,通过改变热处理温度获得了具有不同晶粒尺寸的相变特性氧化钒薄膜,对氧化钒薄膜相变过程中电阻和红外光透射率随温度的突变性能进行研究.结果表明:经300℃和360℃热处理后,薄膜内二氧化钒原子分数达到40%,氧化钒薄膜具有绝缘体-金属相变特性,薄膜的晶粒尺寸分别为50nm和100nm;...     

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。     

低温制备二氧化钛纳米薄膜研究进展

低温下制备二氧化钛薄膜具有重要的意义.开发纳米晶TiO2薄膜低温制备技术,可以提高太阳能电池光电转化效率及气体传感器的气敏性能,并且对拓展光催化技术的应用领域、降低生产成本尤为重要.本文就低温制备二氧化钛薄膜的进展情况进行了详细的介绍.     

氧化亚锡薄膜晶体管的研究进展EI北大核心CSCD

p型金属氧化物材料氧化亚锡由于其特有的光学和电学性能,使得其在催化、传感、光电器件等领域受到越来越多人的青睐。本文重点介绍了氧化亚锡在薄膜晶体管中的研究应用,薄膜晶体管作为显示器驱动面板核心部件,其在显示器中的作用至关重要。本文归纳了氧化亚锡薄膜晶体管的研究进展,对氧化亚锡微观性能分析、氧化亚锡薄膜材料制备以及晶体管制备方法等进行介绍。通过对氧化亚锡晶体结构以及电子结构进行详细介绍,探讨了氧化亚锡性能微观调控机制;并通过对氧化亚锡材料的制备以及器件的应用研究,分析了氧化亚锡薄膜晶体管所面临的器件电流开关比低的问题并展望其在互补金属氧化物半导体器件方向的前景,以期为制备稳定和环保的p型金属氧化物薄膜晶体管提供参考。     

掺钨二氧化钒薄膜的制备与分析

通过凋研国内外的各种制备方法,比较它们的优缺点后,选用磁控溅射法.在硅片上得到了电阻变化2个数量级的二氧化钒(VO2)薄膜.对薄膜进行电学性能的测试,结果表明:掺钨后二氧化钒薄膜的相变温度比纯的二氧化钒薄膜相变温度有所降低,掺钨后薄膜的近红外透射率也随之减小.通过X射线衍射和X射线光电子谱对薄膜的微观结构和组分进行了分析.     

Optimized infrared switching properties in thermochromic vanadium dioxide thin films: role of deposition process and microstructure

This work deals with high efficient optical switching properties at 68 °C of thermochromic vanadium dioxide (VO₂) thin films deposited on amorphous silica substrates. VO₂ thin films were deposited by radio frequency reactive sputtering process. Conditions of deposition were optimized making use of parameters such as film thickness, gas ratio and substrate temperature. Process was optimized adjusting the distance between target and substrate, and dimensions of target and substrates, to obtain a good uniformity and reproducibility of the layers. X-Ray diffraction patterns and scanning electron microscopy convincingly illustrated that VO₂ thin films could grow on amorphous silica substrates with a specific preferential crystal orientation: the [001]_M crystallographic direction of oxygen octahedral chains is parallel to the substrate plane and corresponds with vanadium-vanadium links (insulating state) or with a maximum of electron delocalization (metal state). Optical switching properties in the mid-infrared range are discussed: transmittance, reflectance and emissivity values are strongly modified at the thermochromic transition temperature (Tc=68 °C). A maximum of optical transmittance contrast is observed for a thickness of 120-nm, then interpreted in terms of absorption law. Using a specific software, the n and k optical indices are determined and used to simulate the variation of transmittance vs. film thickness.     

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。     

AIN电子薄膜材料的研究进展

AIN是一种在热、电、光和机械等方面具有良好综合性能的材料，作为电子薄膜材料在微电子、电子元件、高频宽带通信以及功率半导体器件等领域有广泛应用。简介了AIN薄膜的制备方法，评述了国内外各科研团体的最新研究成果和进展，阐述了AIN薄膜的应用，并综述了近年来AIN薄膜作为缓冲层、SOI结构的绝缘埋层和吉赫兹级声表面波器件压电薄膜的研究现状。     

Discoloration mechanism,structures and recent applications of thermochromic materials via different methods: A review

Thermochromic material is a kind of smart material whose color will vary as the result of the phase transition caused by the temperature change. The characteristics of thermochromic materials are the memory functions to the temperature, having great potential applications in aerospace, military, anti-counterfeiting technology, construction and other fields. In recent years, many kinds of thermochromic materials have been prepared by different methods and their discoloration mechanisms are various according to published literatures. In this paper, the classification, discoloration mechanism, preparation methods, application fields and development trend of thermochromic materials are reviewed.     

纳米TiO2与ACF复合净化室内空气初探

介绍了纳米TiO2负载到ACF上的几种主要方法，分析了单一因素如：TiO2表面羟基含量、晶相组成、薄膜的晶粒尺寸、薄膜的厚度、TiO2／ACF比表面积等对TiO2／ACF吸附光催化净化空气性能的影响，对纳米TiO2与ACF相互作用增强净化效果进行了理论分析，为纳米TiO2与ACF复合方法及相互作用的理论研究和复合材料TiO2/ACF对净化空气的性能研究奠定了一定的基础。     

TiO2功能薄膜的制备及影响其光催化活性的因素

近些年来，TiO2功能薄膜以其卓越的性能，尤其是优异的光催化性能引起研究人员的广泛关注，本文根据国内外近期TiO2功能薄膜的研究现状，对化学气相沉积法，水解一沉淀法，液相沉积法，溶胶－凝胶法，原子层沉积法，溅射法，激光辅助分子束沉积法等化学和物理制备方法进行评述，并比较详细地探讨了表面羟基含量，膜的厚度和孔径，结晶形态，基片种类，掺杂和光强度等因素对TiO2薄膜光催化性能的影响。