紫外激光改性氧化钒薄膜

氧化钒薄膜制备后需要进行退火处理以降低非晶态氧化钒薄膜的方阻大小并改善薄膜结晶特性。传统退火方式时间较长且退火过程会导致器件性能降低。本文主要利用激光精确控制的特点处理氧化钒薄膜,通过平顶光路系统改变激光功率、高斯光斑形貌以及光斑的重叠率对氧化钒薄膜进行退火处理,主要研究了激光能量密度以及光斑重叠率对氧化钒薄膜的方阻,表面粗糙度以及结晶度的影响。实验结果表明激光功率为0.7 W,光斑重叠率为93.33%,光斑能量密度为62.2 mJ/cm2时,退火氧化钒薄膜的方阻值明显降低,薄膜表面光滑且氧化钒结晶度较好。     

高调制度光致相变特性氧化钒薄膜太赫兹时域频谱研究

基于太赫兹(THz)时域频谱技术研究了飞秒激光激发下氧化钒纳米薄膜的光致绝缘体-金属相变特性。利用直流磁控溅射法在不同条件下制备了一系列蓝宝石基底上的氧化钒薄膜,通过测量薄膜发生光致相变后太赫兹波的透射率来评估成膜质量,得出在溅射时间60min不变的情况下,退火时间和退火温度分别为60s和560℃时可以得到性能非常良好的氧化钒薄膜。在上述最佳条件下制备的氧化钒薄膜的相变深度可达80%。利用薄膜近似计算了太赫兹波段氧化钒薄膜在光致相变过程中电导率的变化,计算结果表明电导率实部在103Ω-1·cm-1量级,并基于Drude模型得到了金属态氧化钒薄膜的复介电常数以及复折射率。在绝缘衬底上制备的具有明显阈值激发功率且相变深度大的氧化钒薄膜将在太赫兹调制器件中有重要应用。     

氩氧比与退火温度对磁控溅射VO2薄膜结构与电学性能的影响

采用反应直流磁控溅射法,通过调控溅射过程中的氩氧比,在石英玻璃衬底上制备了氧化钒薄膜,研究了溅射气氛及后处理条件对其微结构与电学性能的影响.经450和500℃退火,薄膜中易形成VO2,而550℃退火时薄膜中会形成大量非4价的钒氧化物.薄膜在较高温度500℃下退火时结晶度增加,但薄膜颗粒之间的间隙更为明显,导致电阻率显著提高;同时其电阻率-温度曲线的热滞回线宽度较窄,在加热过程中相转变温度较高.当氩氧比中氧含量增加时,沉积的VO2薄膜中生成了少量非4价的钒氧化物.结果表明,反应磁控溅射法制备的氧化钒薄膜的微结构、电阻率、相变温度等特性与氩氧比和后退火温度密切相关.     

真空退火对氧化钒薄膜的相成分和电学性能的影响

利用真空退火工艺处理p-Si(100)衬底上磁控溅射制备的氧化钒多晶薄膜.利用X射线衍射(XRD)分析、原子力显微镜(AFM)以及四探针测试方法,研究了退火时间对薄膜的相成分和电学性能的影响,并观察分析了氧化钒薄膜的表面形貌.研究结果表明,随着退火时间的变化,薄膜的相成分不断发生变化,钒氧比例不断升高,可以得到多种氧化钒的相.适当的真空退火处理可以改善薄膜的表面质量,并且能有效地降低氧化钒薄膜的室温电阻率达两个数量级.     

溅射工艺条件对氧化钒欧姆接触特性的影响

采用反应磁控溅射并在氧氛围下进行后退火处理的方式,制备了氧化钒薄膜.尝试了在氧化钒上以不同衬底温度和溅射功率等工艺条件溅射金属薄膜电极.通过对氧化钒-金属接触的电流-电压(I-V)测试的数据进行分析拟合,研究了氧化钒薄膜表面性质和测试偏压的变化对I-V特性曲线欧姆系数的影响.结果表明在化学计量比约为VO2.15的非晶氧化钒薄膜上,溅射的金属电极随着溅射功率和测试偏压的提高,I-V特性曲线的线性度得到了逐步的改善.通过比较Ni/Cr,Ti及Al不同金属电极的接触性能,提出了合理的欧姆接触工艺条件以及电极工作电压范围.     

ZnSe基片上制备二氧化钒薄膜及退火改变组分研究

VO2作为相变材料在激光防护领域有着广阔的应用前景,为了提高透过率,采用在红外波段透过率为70%的ZnSe做基片,用磁控溅射法制备了VO2薄膜.对不同条件下制备的VO2薄膜用X射线电子能谱仪(XPS)测试,并通过拟合来得到VO,V2O3,VO2和V2O5在薄膜中所占的比例.为提高4价钒的含量对薄膜进行了退火处理,根据薄膜中的钒氧的比例,采用了充氧加热退火,退火时间4 h,退火温度450℃,退火真空度2.5×10-2Pa,氧气流量6.5 sccm.4价钒含量提高到了接近60%,分析了退火对氧化钒薄膜中4价钒含量的影响.     

氧化钒薄膜电阻伏安特性分析

对氧化钒薄膜电阻的伏安特性进行了仿真分析,结合实测氧化钒薄膜Ⅰ-Ⅴ曲线,指出在器件的应用当中,首先应避免氧化钒薄膜电阻发生相变;在此基础上,对氧化钒薄膜电阻加恒流偏置时,存在端电压过低的问题;指出应该采用脉冲电流为氧化钒薄膜电阻提供偏置,这样既可以提高其端电压,以驱动下一级读出电路,又可以避免氧化钒薄膜电阻发生相变.     

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.     

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.     

脉冲反应磁控溅射氧化钒薄膜的电学性能研究

室温下,采用脉冲直流反应磁控溅射技术在玻璃衬底上制备了氧化钒薄膜.研究了脉冲调制功率占空比对薄膜物相、表面形貌、组分和热敏电学性能的影响.X射线衍射测试结果表明在室温及不同占空比下生长的氧化钒薄膜均为非晶结构;原子力显微镜表面形貌测试表明降低占空比可以得到更加光滑的薄膜表面;X射线光电子能谱测试表明降低占空比能够在反应溅射气氛不变的情况下促进钒的氧化;对薄膜的热敏电学特性测试发现,在293～368 K,小极化子跳跃是脉冲反应磁控溅射氧化钒薄膜中主要的导电机制.     

基于常温磁控溅射法的二氧化钒薄膜制备方法研究

采用常温磁控溅射法制备金属钒薄膜,然后在合适的氧气氛围下对其进行退火氧化处理,最终在非晶玻璃衬底上制备出具有相变的高性能二氧化钒(Vanadium Dioxide,VO_2)薄膜。X射线衍射(X-Ray Diffraction,XRD)测试结果表明,所制薄膜的主要成分为VO_2;扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)测试结果表明,所制薄膜的结晶性良好,晶粒粗细均匀。该薄膜在室温下的红外光透过率(2400nm处)为67%,在高温下的红外光透过率(2400 nm处)为9%。其透过率差值为58%,因此具有良好的红外透过率调节能力。同时还测试分析了薄膜光学转变与电学转变的差异,发现电学转变温度比光学转变温度高4.7℃。该方法适合大面积VO_2薄膜的制备,对智能窗的研究与应用具有重要意义。     

真空度对VO2(B)型薄膜制备及光电特性的影响

对不同真空度下得到的VO2(B)型薄膜的结品状况、组分、电学性质 和光学性质进行测试和分析,以探讨退火真空度对VO2(B)型薄膜的影响.以高纯五氧化二钒(V2O3)粉末(纯度高于99.99%,质量分数)为原料,采用真 空蒸发——还原工艺,分别在高、低真空度下还原出VO2(B)型(空间群为C2m)薄膜.利用X射线衍射(XRD)仪,X射线光电子能谱仪(XPS),电阻温度关系(TCR)测试仪和紫外可见分光光度计对薄膜进行测试,讨论了退火真空度对VO2(B)刑薄膜的结品状况、组分、电学性质和光学性质的影响.结果显示,在高、低真空度下退火,VO2(B)型薄膜出现的温度范围是不同的,在低真空度下退火出现的范围在400～480℃,而在高真空度下退火出现的范围只有400～440 C;高真空度退火得到薄膜的晶粒较大,透过率较低真空度得到的薄膜高7%～8%;但在低真空度下退火,薄膜中的V更易被还原,电阻温度系数绝对值更大,最大可达-2.4%/K.     

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。     

退火对用PLD法制备ZnO薄膜的发光影响

用脉冲激光沉积(PLD)方法在Si(111)和蓝宝石衬底上制备的氧化锌薄膜,在不同的退火温度和不同的退火氛围中进行了退火处理.退火温度及退火氛围对ZnO薄膜的结构和发光特性的影响用X射线衍射(XRD)谱和光致发光谱进行了表征.实验结果表明,随着退火温度的提高,ZnO薄膜的压应力减小,并向张应力转化.在不同的退火温度退火...     

二氧化钒薄膜的退火组分变化及光学特性研究

为得到高纯度的VO2薄膜,对其制备参数进行了探索。VO2薄膜用磁控溅射法制备。对不同条件下制备的VO2薄膜用X射线电子能谱仪(XPS)测试,并通过拟合来得到3,4,5价钒在薄膜中所占的比例。为提高4价钒的含量对薄膜进行了退火处理,分析了退火对氧化钒薄膜中4价钒含量的影响。结果表明,VO2薄膜对10.6μm激光的透过率从60℃时的74%变到78℃时的11.93%,发生了相变。     

退火温度对WO_3薄膜结构及气敏性能的影响

采用直流磁控溅射法制备了WO3薄膜,并在350~550℃时对薄膜进行退火处理,研究了退火温度对薄膜结构及气敏性能的影响。结果表明:退火前及350℃退火后的薄膜为非晶态,450℃和550℃退火后的薄膜为WO3–x型晶态;随退火温度的提高,薄膜厚度增加,晶粒度增大。550℃退火后薄膜的厚度,较450℃退火后薄膜厚30nm,晶粒度相差8nm;450℃和550℃退火后的薄膜,在150℃时对体积分数为0.05%的NO2的灵敏度接近于22。     

Investigation of the electrical transport mechanism in VOx thin films

Vanadium oxide VO₂ is a material that transforms from semiconductor to a metal state at a temperature of 67 °C. This phase transformation is accompanied by a dramatic change in its electrical and optical properties. Therefore, vanadium oxide thin films are most attractive for switching applications. Non-stoichiometric thin films of VO_x, including VO₂, also present such thermal response.This paper presents the optical and electrical properties of vanadium oxide thin films deposited by vacuum thermal evaporation of a metal vanadium with follows oxidation. We have studied the electro-physical behavior of these films during their phase transition. It was shown that the electrical transport mechanism of the obtained vanadium oxide films differ in low and high electrical fields. In low electrical fields, conductivity is obtained by the Schottky transport mechanism, whereas in high electrical fields, conductivity ranges from Ohmic, for medium fields, to Poole-Frenkel for higher fields. Also, FTIR and near IR reflectance characteristics of the obtained films are presented.     

快速光退火对ITO薄膜结构和性能的改善

利用电子束蒸发技术在常温下制备ITO透明导电膜,在这种条件下很难得到性能良好的透明导电膜,试图通过研究快速光热退火下退火温度、退火时间对其性能的影响,致力于在低温退火工艺下改善薄膜性能.通过对退火后样品禁带宽度的计算得出随着退火温度或退火时间的增大,禁带宽度逐渐增大;对样品的微结构分析发现随着退火温度的提高或退火时间的延长,样品的微结构致密性提高,各晶向面间距和晶格常数逐渐趋于标准的晶体;但退火温度过高或退火时间过长反而不利于透明导电膜性能的提高,所以选取合适的退火温度和退火时闻是光退火下透光性和导电性都得到提升的关键.在200℃的退火温度下,退火12 min可实现样品的透光率在可见光范围内达到82%,电阻率ρ＝2.3×10-3Ω·cm.     

Influence of annealing temperature on nanostructured thin films of tungsten trioxide

Tungsten trioxide thin films of ~300 nm thickness have been deposited on indium tin oxide coated glass and silicon substrates by thermal evaporation technique. Influence of annealing temperature on the structural, vibrational, morphological, optical and gas sensing properties of these films has been extensively studied to search out the possible applications in opto-electronic and gas sensing devices. From the studies of optical transmittance spectra it is observed that optical band gap decreases from 3.24 to 2.72 eV with increase in annealing temperature. It is also observed that because of annealing the photoluminescence yield of the films increases. All films, especially the annealed films have shown reasonably good gas sensing behavior in acetylene environment. The film annealed at 500 °C shows better optical as well as gas sensing behaviors and hence can have good device applications.