基于FTO/VO_2/FTO结构的VO_2薄膜电压诱导相变光调制特性

采用直流磁控溅射和后退火工艺在掺氟的SnO2(FTO)导电玻璃衬底上制备VO2薄膜,研究了不同退火时间和不同比例的氮氧气氛对VO2薄膜性能的影响,对VO2薄膜的结晶取向、表面形貌、表面元素的相对含量和透过率随波长变化进行了测试分析,结果表明在最佳工艺条件下制备得到了组分相对单一的VO2薄膜.基于FTO/VO2/FTO结构在VO2薄膜两侧的透明导电膜上施加电压并达到阈值电压时,观察到了明显的电流突变.当接触面积为3 mm×3 mm时,阈值电压为1.7 V,阈值电压随接触面积的增大而增大.与不加电压的情况相比,FTO/VO2/FTO结构在电压作用下高低温的红外透过率差值可达28%,经反复施加电压,该结构仍保持性能稳定,具有较强的电致调控能力.

VO_2/FTO复合热致变色薄膜的制备及其光学特性

在掺氟的SnO2(FTO)导电玻璃衬底上采用直流磁控溅射的方法室温沉积纯钒金属薄膜,再在退火炉中经后退火工艺制备VO2/FTO复合热致变色薄膜,并对复合薄膜的结构及其光学特性进行研究.结果表明,导电玻璃上的FTO并没有改变VO2择优取向生长,但明显改变了VO2薄膜的表面形貌特征.与相同工艺条件下在玻璃衬底上制备的VO2薄膜相比,VO2/FTO复合薄膜的相变温度降低约18℃,热滞回线温宽收窄约4℃,相变前后的红外透过率分别约为42%和21%.说明复合薄膜既可明显降低相变温度和热滞宽度,又可增强VO2薄膜的红外调控能力.

基于VO_2/TiO_2/FTO微结构的电压诱导相变存储器特性

相变存储器作为下一代具有竞争力的新型存储器,其基础和核心是相变存储介质。为了制备基于VO_2薄膜的非易失性相变存储器,首先采用等离子体增强化学气相沉积法在氟掺杂二氧化锡(FTO)导电玻璃衬底上沉积一层厚度为100 nm的TiO_2薄膜,再通过直流磁控溅射法制备VO_2薄膜,并在TiO_2/FTO复合薄膜上形成VO_2/TiO_2/FTO微结构,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、四探针测试仪和半导体参数测试仪表征分析微结构的结晶和非易失性相变存储特性。结果表明,N_2和O_2的体积流量比为60∶40时,在TiO_2/FTO上可生长出晶向为<110>的高质量VO_2薄膜,在VO_2/TiO_2/FTO微结构两侧反复施加不同的脉冲电压,可观测到微结构具有非易失性相变存储特性,在67,68和69℃温度下的相变阈值电压分别为8.5,6.5和5.5 V,相比多层膜结构的相变阈值电压降低了约37%。

磁控溅射制备W掺杂VO_2/FTO复合薄膜及其性能分析

为了获得相变温度低且热致变色性能优越的光学材料,室温下在F:SnO2(FTO)导电玻璃基板表面沉积钨钒金属膜,再经空气气氛下的热氧化处理,制备了W掺杂VO2/FTO复合薄膜,利用X射线光电子能谱、X射线衍射和扫描电镜对薄膜的结构和表面形貌进行了分析.结果表明:高温热氧化处理过程中没有生成W,F,V混合氧化物,W以替换V原子的方式掺杂.与采用相同工艺和条件制备的纯VO2/FTO复合薄膜相比,W掺杂VO2薄膜没有改变晶面取向,仍具有(110)晶面择优取向,相变温度下降到35 C左右,热滞回线收窄到4 C,高低温下的近红外光透过率变化量提高到28%.薄膜的结晶程度明显提高,表面变得平滑致密,具有很好的一致性,对光电薄膜器件的设计开发和工业化生产具有重要意义.

VO_2/FTO复合薄膜的制备及其光电特性研究

采用直流磁控溅射法在掺氟的SnO_2(FTO)导电玻璃衬底上沉积纯钒金属薄膜,再在常压氮氧混合气氛中退火制备VO_2/FTO复合热致变色薄膜,并对复合薄膜的结构、光学特性以及电学特性进行了测试分析。结果表明,薄膜结晶程度较高,表面平滑致密,具有很好的一致性,导电玻璃上的FTO并没有改变VO_2择优取向生长,但明显改变了VO_2薄膜的表面形貌特征。与VO_2薄膜的典型相变温度68℃相比,VO_2/FTO复合薄膜的相变温度降低约20℃,热滞回线收窄到5℃,相变前后的红外透过率分别为45%和22%,相变前后电阻率的变化达3个数量级,VO_2/FTO复合薄膜优良的光电特性对新型光电薄膜器件的设计开发和应用具有重要意义。