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高温氢退火还原V2O5制备二氧化钒薄膜及其性能的研究

杨鑫鑫 魏晓旭 王军转 施毅 郑有炓

高温氢退火还原V2O5制备二氧化钒薄膜及其性能的研究

杨鑫鑫, 魏晓旭, 王军转, 施毅, 郑有炓
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  • 过渡金属氧化物二氧化钒(VO2)在温度340 K附近会发生金属绝缘体的转变(metal-insulator transition, MIT). 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. 本文首先采用脉冲激光沉积制备了高质量的V2O5薄膜, 再通过高温氢退火还原V2O5薄膜制备出VO2多晶薄膜. 研究了不同的退火温度、退火时间、退火气氛对VO2薄膜制备的影响, 采用X射线衍射、X射线光电子能谱、变温电阻特性测量等手段对样品进行分析, 发现在H2(5%)/Ar退火气氛下, 在一定的退火温度范围内(500–525 ℃), 退火 3 h, 得到了B相和M相共存的VO2薄膜, 具有M相的VO2的MIT特性, 而相同退火温度下退火时间达到4.5 h, 薄膜完全变成B相的VO2. 通过纯Ar气氛下对B相VO2再退火, 得到了转变温度为350 K, 电阻突变接近4个数量级的M相的VO2薄膜. 实现了VO2的B相和M相的相互转变.
    • 基金项目: 国家自然科学基金青年科学基金(批准号: 61204050)和江苏省自然科学基金(批准号: BK2011435)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-07-26
  • 修回日期:  2013-08-18
  • 刊出日期:  2013-11-20

高温氢退火还原V2O5制备二氧化钒薄膜及其性能的研究

  • 1. 南京大学电子科学与工程学院, 江苏省光电信息功能材料重点实验室, 南京 210093
    基金项目: 

    国家自然科学基金青年科学基金(批准号: 61204050)和江苏省自然科学基金(批准号: BK2011435)资助的课题.

摘要: 过渡金属氧化物二氧化钒(VO2)在温度340 K附近会发生金属绝缘体的转变(metal-insulator transition, MIT). 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. 本文首先采用脉冲激光沉积制备了高质量的V2O5薄膜, 再通过高温氢退火还原V2O5薄膜制备出VO2多晶薄膜. 研究了不同的退火温度、退火时间、退火气氛对VO2薄膜制备的影响, 采用X射线衍射、X射线光电子能谱、变温电阻特性测量等手段对样品进行分析, 发现在H2(5%)/Ar退火气氛下, 在一定的退火温度范围内(500–525 ℃), 退火 3 h, 得到了B相和M相共存的VO2薄膜, 具有M相的VO2的MIT特性, 而相同退火温度下退火时间达到4.5 h, 薄膜完全变成B相的VO2. 通过纯Ar气氛下对B相VO2再退火, 得到了转变温度为350 K, 电阻突变接近4个数量级的M相的VO2薄膜. 实现了VO2的B相和M相的相互转变.

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