二氧化钒（VO2)是一种相当独特的相变金属氧化物，它具有金属-绝缘体（Metal-Insulator，MI）一级可逆相变的特性。在绝缘相的结构为单斜结构，在金属相的结构为四方金红石结构。MI相变发生在340 K附近，在相变过程中电导率发生 5 个数量级的突变。同时，相变温度可以通过离子掺杂和外部应力调控，相变过程甚至可以发生在室温以下。由于这些显著的特性，VO2在光开关器件，存储器件和智能窗等实际应用中具有很大的潜力。单斜相 VO2的能隙为0.6 eV，通常被用于半导体材料。　　对于一些金属氧化物，氧空位的存在会影响功函。例如，氧缺陷的存在可以使MoOx和WOx（x<3）的功函达到6.9 eV（没有氧缺陷时的功函为5.3 eV）。具有高功函的有机半导体的（Highest Occupied Molecular Orbital，HOMO）HOMO能级可以发生费米钉扎，实现欧姆接触，因此这类材料通常是有机电子器件的理想的空穴注入电极。同样，VO2的功函也会受氧空位的影响，但是文献报道的功函数值低于5.7 eV，因此VO2 很少应用于有机半导体的空穴注入电极。而我们研究发现，原子级清洁和符合化学计量数的VO2的功函可以达到6.7 eV，是可以作为有机半导体的空穴注入电极的。　　本文的工作分为两部分：　　第一项工作我们利用 X 射线光电子能谱（X-ray Photoemission Spectroscopy，XPS）和真空紫外光电子能谱（Ultraviolet Photoemission Spectroscopy，UPS）研究了在α-Al2O3基底上用脉冲激光沉积的VO2薄膜。我们发现，VO2的表面电子结构由 MI 相变特性和氧空位的密度决定，MI 相变特性和氧空位都受超高真空（Ultrahigh Vacuum，UHV）条件下的温度的影响。原子级清洁和符合化学计量的VO2 表面是绝缘的，具有高达6.7 eV的功函。化学计量数的VO2在UHV中加热至相变温度以上诱导产生金属相，同时形成氧缺陷（在本课题中高达6％），但功函保持>6 eV。为了证明 VO2 作为有机半导体的空穴注入电极的适用性，我们研究了它与典型有机空穴传输材料N，N-二（1-萘基）-N，N-二苯基-（1，1联苯）-4，4-二胺（N，N’-di(1-naphthyl)-N，N’-diphenyl-(1,1’-biphenyl)-4，4’-diamine，NPB）的能级排布。NPB 界面发生了强烈的费米能级钉扎和能级弯曲，为空穴注入提供欧姆接触。　　第二项工作中，我们将 VO2薄膜经过不同条件的溅射和氧气或无氧退火处理后，通过测量XPS和UPS获得VO2薄膜的电子结构包括芯能级电子的变化，价带演变和功函变化等基本信息。我们发现，溅射和在真空环境中退火会在 VO2表面引入较低氧化态的钒，导致费米能级附近的V 3d 相关能带的态密度增加。然而，在O2环境下退火会得到符合化学计量的VO2，其具有高达 6.7 eV的功函，因此VO2的功函受表面上氧和钒（O/V）原子比的显著影响。