关于退火温度对VO_2薄膜制备及其电学性质影响的研究

采用真空蒸发-真空退火工艺由V2O5粉末制备VO2薄膜,研究了退火温度对薄膜的影响.经XRD,XPS及电阻-温度测试发现,随退火温度的升高,VO2薄膜先后经历了单斜晶系VO2(B)型→单斜晶系VO2(A)型→四方晶系VO2的变化,在3种类型的薄膜中V均以V4+为主,且在VO2(A)型薄膜中V4+含量最高.薄膜电阻以退火温度460℃时为分界线,低于460℃时,VO2(B)型薄膜电阻和电阻温度系数随退火温度的升高而增大;高于460℃时,四方晶系VO2薄膜的电阻及其电阻温度系数随退火温度的升高呈现相反的趋势.

VO_2(A)型薄膜表面形貌与相变性能的相关性

以高纯五氧化二钒(V2O5)粉末(纯度≥99.99%)为原料,采用真空蒸发——还原工艺制备出VO2(A)型薄膜(A表示发生热致相变的薄膜)。讨论退火温度对VO2(A)型薄膜表面形貌的影响,并进一步研究表面形貌与薄膜光电性质的相关性。结果显示:当退火温度从500℃升高到540℃,VO2(A)型薄膜中层状特征减弱并消失,山峰状颗粒出现并增大,当退火温度继续升高,VO2(A)型薄膜中山峰状颗粒是先减小再增大,但是其尺寸趋于一致,约为50nm;随着VO2(A)型薄膜形貌的改变,相变温度点、数量级、热滞回线宽度等相变性能参数也会改变;VO2(A)型薄膜相变温度点降低,其在所测波段的透过率会降低,但只有在中红外波段,薄膜在相变前后透过率的改变量与电阻变化的数量级有关。