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文檔簡介
1、近年來,二氧化釩(VO2)因其在相變過程中電學(xué)、磁學(xué)和光學(xué)等特性會發(fā)生可逆突變,從而在光開關(guān)、智能窗、存儲器等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用而受到關(guān)注。與薄膜相比,VO2納米顆粒陣列將納米尺寸效應(yīng)和陣列的周期性結(jié)合在一起,成為了調(diào)控貴金屬共振響應(yīng)特性的新的研究熱點。然而,就目前來講,現(xiàn)有的制備 Au/VO2納米顆粒陣列的方法過程復(fù)雜,成本較高且制備過程中影響因素較多。因此,為了尋求較好的制備條件同時提高實驗成功率,本文首先制備了結(jié)構(gòu)較為簡單、制備工
2、藝相近的 VO2/SiO2復(fù)合結(jié)構(gòu)納米顆粒陣列。在此基礎(chǔ)上,制備了Au/VO2納米顆粒陣列并對其共振特性進行了研究。
本文采用在SiO2納米球掩膜層上沉積金屬V薄膜并進行快速熱處理的方法制備出了 VO2/SiO2復(fù)合結(jié)構(gòu)納米顆粒陣列。研究了 SiO2納米球陣列的提拉速度、退火時間、氧氣流量等參數(shù)對VO2/SiO2復(fù)合結(jié)構(gòu)納米顆粒陣列的影響。利用場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)、X射線衍射儀(XRD)、原子力顯微鏡(AFM)、
3、近紅外變溫光譜等測試表征手段對復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面形貌、晶體結(jié)構(gòu)、光學(xué)特性進行了分析。得到了制備 VO2/SiO2納米顆粒陣列的最佳工藝參數(shù):SiO2納米球提拉速度為100μm/min、金屬V薄膜濺射時間為20min、退火時間110s、氧氣流量3slpm。當波長為2500nm時,在此工藝條件下制備的VO2/SiO2復(fù)合結(jié)構(gòu)納米顆粒陣列的最大透過率為77.4%,與相同制備條件下的平面 VO2薄膜相比,增大了8.4%,這使得制備出高性能的智能窗成
4、為可能。
基于 VO2/SiO2復(fù)合結(jié)構(gòu)納米顆粒陣列的制備過程,本文進一步制備了Au/VO2復(fù)合結(jié)構(gòu)納米顆粒陣列。研究了金屬V薄膜厚度和退火時間對Au/VO2復(fù)合結(jié)構(gòu)納米顆粒陣列的影響,并對其微觀結(jié)構(gòu)和共振特性進行了表征分析。從透射率的變化上來看,低溫和高溫狀態(tài)下透射率的差別較大,這也證明了樣品中VO2的存在;同時,從近紅外光譜圖中可以看出,在低溫的情況下(20℃),共振峰P1均出現(xiàn)在900nm左右的波長處;在高溫的情況下(9
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