MBE法制备VO_2薄膜及其中红外调制深度测量

为了给VO_2薄膜在定向红外对抗系统防护方面的应用提供理论依据,我们用透过率调制深度表征VO_2薄膜在中红外波段的相变特性。本实验利用分子束外延法(MBE)制备VO_2外延单晶薄膜,经XRD、AFM表征,发现其具有(020)择优取向、纯度较高,薄膜表面平整、均匀且致密。经VU-Vis-IR测量发现其近红外透过率相变特性显著,但在紫外和可见光范围内透过率相变特性较不明显。然后我们对制备时间为30 min、40min的两组薄膜分别进行25~70℃的升温和降温实验,观察其对波长为3 459 nm、脉宽50 ns、重频50 k Hz、功率密度0.14 W/cm2的中红外激光的透过率变化,并比较两组薄膜的温滞曲线特性。实验发现它们对中红外透过率的调制深度均可达60%以上,前者比后者对中红外的调制深度高出约4%。这说明利用分子束外延法制备的VO_2单晶薄膜具有良好的中红外调制特性,且调制深度和膜厚有关。进一步表明了利用VO_2薄膜实现中红外激光防护具有一定的可行性。