论文部分内容阅读
过渡金属氧化物二氧化钒(VO2)在温度340K附近会发生金属-绝缘体的转变(Metal-Insulator Transition MIT).在发生MIT的同时,材料的电学、光学等物理化学性质会发生变化。基于金属-绝缘体的转变性质,VO2薄膜材料具有很好的应用前景.本文采用了脉冲激光沉积(PLD)以及氢退火还原V205的方法制备V02薄膜。采用X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS),变温电阻特性测量等手段对样品进行分析。研究了不同的参数条件对实验结果的影响。实验结果表明：1.采用金属钒作为靶材,通入氧气作为生长气体。在氧气压小于2Pa时,我们得到了低价钒氧化物的薄膜；当氧气压为3Pa时,我们得到了纯的V205薄膜。2.采用V2O5作为靶材,氩气跟氧气的混合气体(Ar：O2=20：1)作为背景气体。我们得到：当混合气体压强为1Pa时,实际氧分压为0.048Pa,在这个条件下我们生长出了与M相的V02化学计量比相同的不具有MIT特性的B相的V02。3.通过PLD制备高质量的V205薄膜,再通过高温氢退火还原V2O5薄膜的方法制备V02薄膜。我们发现在H2(5%)/Ar混合气体退火气氛下,在一定的温度范围内(500-525℃),退火3h,我们制备出了B相和M相共存的V02薄膜,且具有M相的VO2的MIT特性；而在相同退火温度下退火超过4.5h,薄膜则完全变成B相的VO2。通过在纯Ar气氛下对B相的V02再退火的方法,我们成功得到了转变温度为350K,电阻突变达到4个数量级的M相的VO2薄膜。