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VO2是一种倍受关注的智能温控材料,随着温度的变化,在68℃时,其电学、光学性质随着晶态结构发生从低温半导体相—高温金属相的转变而发生突变,而且此相变过程可逆。VO2的光波透射和反射特性随外界温度改变进行自动调节,所以使得它成为智能节能窗的首选材料。 研究表明,VO2的相变温度可以通过杂质掺杂进行调整。本文采用两步工艺,以普通玻璃为基底材料,先用射频磁控溅射工艺制备出高纯度的钒薄膜以及钨掺杂的钒薄膜,再在箱式炉空气气氛中退火氧化热处理,得到 VO2含量较高的未掺杂的氧化钒薄膜及钨掺杂氧化钒薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)分析确定了薄膜的晶体结构及化合价态,原子力显微镜(AFM)观察了薄膜表面微观形貌特征,傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、自制薄膜电阻测量装备分别研究了薄膜的光学性能和电学性能。 结果表明溅射90min,400℃空气氛围中热处理2h制备的未掺杂以及钨掺杂氧化钒薄膜具有良好相变性能。未掺杂氧化钒薄膜具有50℃左右相变温度,热滞宽度约为15℃,在光波长2500nm处相变前后薄膜光透过率变化37%,电阻率发生约两个数量级的变化。掺钨后,薄膜的相变温度降低10℃左右,热滞宽度变窄,红外光透过率约减小5%,电阻突变幅度较掺杂前降低。分析表明玻璃基片中的Na+随着热处理温度的升高会扩散到样品薄膜中。