氧化釩薄膜的制備及其太赫茲調(diào)制性能研究.pdf

1、二氧化釩(VO2)薄膜材料具有在熱或光條件激勵(lì)下發(fā)生由半導(dǎo)體相到金屬相的相轉(zhuǎn)變,這種相變是可逆的,并且伴隨著光學(xué)、電學(xué)等性質(zhì)的變化,使VO2薄膜廣泛應(yīng)用于太赫茲波調(diào)制、光開關(guān)、紅外探測(cè)技術(shù)等領(lǐng)域。由于制備單晶的VO2薄膜比較困難,不同的制備工藝得到的VO2薄膜性質(zhì)具有很大的差異,所以制備的薄膜通常為多種價(jià)態(tài)釩氧化物混合的氧化釩(VOX)薄膜,通過優(yōu)化工藝達(dá)到提高薄膜中VO2含量的目的,改善薄膜的性能。
　　本文采用快速熱處理結(jié)合磁

2、控濺射鍍膜制備得到具有相變特性的氧化釩薄膜,首先在R面藍(lán)寶石基底表面沉積得到金屬釩薄膜,再將薄膜置于氧氣中進(jìn)行快速熱處理得到氧化釩薄膜,利用太赫茲時(shí)域頻譜系統(tǒng)(THz-TDS)研究薄膜的太赫茲調(diào)制性能,利用四探針測(cè)試儀測(cè)量薄膜的熱致相變特性,并利用 XRD、XPS和AFM對(duì)薄膜進(jìn)行微觀分析。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,厚度為70nm、120nm和270nm的金屬釩薄膜快速熱處理得到的氧化釩薄膜,對(duì)應(yīng)最佳的熱處理?xiàng)l件分別為450℃/60s、

3、500℃/25s和570℃/60s,三種薄膜樣品的熱致相變幅度分別為2、3和4個(gè)數(shù)量級(jí),均為VO2和V2O5的混合薄膜,對(duì)太赫茲波均有較大的透過率,厚度為270nm的金屬釩薄膜熱處理后對(duì)太赫茲波的調(diào)制幅度高達(dá)84.4％,明顯高于其它兩種薄膜。
　　厚度為270nm的金屬釩薄膜在最佳熱處理?xiàng)l件下制備的VOX薄膜具有較小的相變起始功率和轉(zhuǎn)變功率寬度。降低熱處理溫度或減少熱處理時(shí)間均會(huì)使VOX薄膜對(duì)太赫茲波的透過率減小;升高熱處理溫度或