导　　师： 谢伟广

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 暨南大学

摘　　要： 二氧化钒是一种在红外探测、智能窗、气敏器件、红外光学开关、场效应器件等方面有重要应用的半导体氧化物。二氧化钒的诸多应用基于其材料具有大幅度变化的温阻特性,其中最广为人知的是M相VO2在68℃所具有的金属绝缘体转变特性。尽管通过诸如磁控溅射等方法制备的大面积多晶VO2薄膜性质已经达到应用的要求,实现了器件的商用化,但是,对器件性能的进一步追求以及深入的科学研究的需求,使得人们对制备大面积、高结晶性、高性能的VO2单晶薄膜提出了要求。本论文尝试系统研究不同制备条件对不同相的VO2薄膜的结构特性和温阻特性的影响,揭示影响高质量VO2生长的重要因素。结合已有的模型,对材料生长过程进行分析,寻找制备高质量VO2的方法,并对获得的高质量VO2材料进行温阻特性的测量和评估。论文主要研究内容及结果包含以下三个方面:（1）以V2O5为原料,利用化学气相沉积方法在不需要催化剂的条件下制备二氧化钒晶体。详细研究了制备温度、样品位置、真空度和衬底对制备的样品的形态影响,确定了VO2的优化制备条件。按照此种方法可以得到大量、几十微米量级尺寸的二氧化钒纳米片。变温拉曼光谱测试显示样品具有明显的金属绝缘体转变性质,但是由于衬底的影响,相变是存在明显的相界面,相变温度差异明显。（2）在上述研究过程中发现V2O5源存在向VO2转变的现象。利用这一特性,我们采用氧化铝坩埚成功的制备了mm级尺寸的VO2单晶。单晶的相变温度68℃,回滞温度3℃,相变过程电阻变化达到104个量级,显示材料具有较高的质量。我们根据钒氧化物的相图对上述制备结果进行了解释。（3）采用液相沉积的方法,详细研究了反应温度、反应时间和前驱材料质量对制备结果的影响,最终制备出高质量的B相二氧化钒晶体薄膜。对材料进行温阻特性测量,发现材料的电阻温度系数（TCR）具有各向异性。在（001）的面内,280 K的TCR的值为-3%/K,达到了微测辐射热计型红外探测器应用要求。在垂直（001）面方向,TCR值只有-1.7%/K。进一步研究IV曲线随温度变化特性发现温阻特性具有明显的各向异性、温度依赖特性和电压依赖特性。我们对这一现象给出了初步的解释。更多还原

关 键 词： [6560185]二氧化钒 温阻特性 [3046416]气相沉积法 [903687]液相沉积法

分 类 号： [TN304]

领　　域： []