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二氧化钒(VO2)可以在热、光、电等刺激下发生金属-半导体相变,相变过程中介电常数、电学、光学以及磁学特性发生明显改变,可用来制备存储器、智能窗、光开关等。Au三角纳米颗粒的局域表面等离子体共振(LSPR)特性得到了广泛关注,三角纳米颗粒具有强的介电敏感特性和感应电磁场,是作为LSPR传感的一种优越性的纳米颗粒形状。贵金属纳米颗粒的LSPR特性不仅与贵金属纳米颗粒的形状、尺寸有关,还与周围介电环境密切相关,利用VO2相变前后介电常数发生突变这一特性调控贵金属纳米颗粒的LSPR特性成了一个研究热点。 本研究主要内容包括:一是VOx薄膜的制备以及制备参数对VOx薄膜的性能影响;二是Au三角颗粒阵列/VO2复合结构的制备以及复合结构LSPR特性的研究。实验采用单一变量控制法,研究快速热退火的时间以及VOx薄膜厚度对VOx薄膜性能的影响。分别利用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)、四探针测试系统、傅里叶红外光谱仪对薄膜的结晶性、微观形貌、电学特性以及光学特征进行研究。研究发现,随着快速热退火时间或者薄膜厚度的增加,薄膜的氧化程度逐渐增加。VOx薄膜的相变温度和热致迟滞宽度可以由退火时间或者厚度调控,其加热过程以及降温过程的相变温度分别可以调控到49oC和42oC,低于单晶VO2的相变温度68oC。在研究VOx薄膜性能的基础上,制备了Au三角颗粒阵列/VO2薄膜复合结构以及Au三角颗粒阵列/VO2颗粒复合结构,并对其LSPR特性进行了研究。探索了退火时间和VOx厚度对复合结构共振特性的影响规律。从透射光谱上来看,室温下,Au三角颗粒阵列/VO2薄膜复合结构的共振峰随着退火时间或者厚度的增加发生红移,在Au三角颗粒阵列/VO2颗粒复合结构中,共振峰随着退火时间的增加发生蓝移,分析认为VO2纳米颗粒本身所具有的LSPR特性对复合结构的LSPR特性有一定影响;室温和高温前后,两种结构的共振峰强度发生了改变,说明了VO2的相变特性对复合结构的LSPR特性具有调控作用,但是,共振峰位置并没有随VO2的相变发生明显的移动,这主要是所制备的氧化钒质量和光谱的特点造成的。将VOx和Au三角纳米颗粒复合结构进行研究,对扩展LSPR传感的应用具有实际意义。