摻氮氧化釩薄膜的制備與性能研究.pdf

1、氧化釩是一種具有很多物理和化學(xué)特性的材料，可以被應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。近年來,為了滿足器件進(jìn)步的需求，人們開始關(guān)注摻雜氧化釩的性質(zhì)。目前關(guān)于氧化釩摻雜的研究主要集中在金屬元素，非金屬摻雜的研究很少，摻氮研究則未見報道。本文通過磁控反應(yīng)濺射的方法，成功地制備出不同氮含量的摻N氧化釩薄膜。借助于SEM、AFM、XPS、XRD、臺階儀等分析和表征手段，對摻氮氧化釩薄膜進(jìn)行了材料學(xué)表征，并用四探針儀、橢偏儀等測試手段對摻N對氧化釩薄膜的電學(xué)和光學(xué)性能

2、的影響進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：與不摻氮氧化釩薄膜相比，摻氮氧化釩薄膜的生長過程、薄膜結(jié)構(gòu)、薄膜電學(xué)性能和光學(xué)性能均發(fā)生了改變。論文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點歸納如下：
　　1.通過在反應(yīng)濺射過程中摻入不同流量的氮氣，制備了不同氮含量的摻氮氧化釩薄膜，研究了摻N對氧化釩薄膜的生長機(jī)制、V元素的化學(xué)態(tài)的影響。摻N明顯影響氧化釩薄膜的生長過程，降低了氧化釩薄膜的生長速率和薄膜的表面粗糙度，并使氧化釩薄膜出現(xiàn)取向生長機(jī)制。由于是常溫下的薄膜沉積

3、，未摻氮與摻氮氧化釩薄膜內(nèi)部都未出現(xiàn)結(jié)晶情況。摻氮薄膜中N元素以占據(jù)O格點位置的替位N的形式存在。隨著薄膜內(nèi)N含量的增加，V3+離子在V離子中的濃度逐漸增加。
　　2.研究了摻N對氧化釩薄膜電阻率和電阻溫度系數(shù)的影響。摻N導(dǎo)致氧化釩薄膜中出現(xiàn)V-N結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響了其電子結(jié)構(gòu)，從而降低了氧化釩薄膜的電阻率，而且TCR值隨著薄膜內(nèi)氮含量的增加而降低。
　　3.借助于SE850橢偏儀，基于Tauc-Lorentz模型研究了摻N對氧