基于FTO/VO2/FTO结构的VO2薄膜电压诱导相变光调制特性

采用直流磁控溅射和后退火工艺在掺氟的SnO₂(FTO)导电玻璃衬底上制备VO₂薄膜, 研究了不同退火时间和不同比例的氮氧气氛对VO₂薄膜性能的影响, 对VO₂薄膜的结晶取向、表面形貌、表面元素的相对含量和透过率随波长变化进行了测试分析, 结果表明在最佳工艺条件下制备得到了组分相对单一的VO₂薄膜. 基于FTO/VO₂/FTO结构在VO₂薄膜两侧的透明导电膜上施加电压并达到阈值电压时, 观察到了明显的电流突变. 当接触面积为3 mm×3 mm时, 阈值电压为1.7 V, 阈值电压随接触面积的增大而增大. 与不加电压的情况相比, FTO/VO₂/FTO结构在电压作用下高低温的红外透过率差值可达28%, 经反复施加电压, 该结构仍保持性能稳定, 具有较强的电致调控能力.     

磁控溅射制备W掺杂VO2/FTO复合薄膜及其性能分析

为了获得相变温度低且热致变色性能优越的光学材料, 室温下在F:SnO₂ (FTO)导电玻璃基板表面沉积钨钒金属膜, 再经空气气氛下的热氧化处理, 制备了W掺杂VO₂/FTO复合薄膜, 利用X射线光电子能谱、X射线衍射和扫描电镜对薄膜的结构和表面形貌进行了分析. 结果表明: 高温热氧化处理过程中没有生成W, F, V混合氧化物, W以替换V原子的方式掺杂. 与采用相同工艺和条件制备的纯VO₂/FTO复合薄膜相比, W掺杂VO₂薄膜没有改变晶面取向, 仍具有(110)晶面择优取向, 相变温度下降到35 ℃左右, 热滞回线收窄到4 ℃, 高低温下的近红外光透过率变化量提高到28%. 薄膜的结晶程度明显提高, 表面变得平滑致密, 具有很好的一致性, 对光电薄膜器件的设计开发和工业化生产具有重要意义. 关键词： W掺杂 2')" href="#">VO₂ FTO导电玻璃 磁控溅射     

基于Au/TiO_2/FTO结构忆阻器的开关特性与机理研究

采用简单的一步水热法在FTO导电玻璃上外延生长了锐钛矿TiO_2纳米线,制备了具有Au/TiO_2/FTO器件结构的锐钛矿TiO_2纳米线忆阻器,系统研究了器件的阻变开关特性和开关机理.结果表明,Au/TiO_2/FTO忆阻器具有非易失的双极性阻变开关特性.同时,在103s的时间内,器件在0.1 V的电阻开关比始终保持在20以上,表明器件具有良好的非易失性.此外,器件在低阻态时遵循欧姆导电特性,而在高阻态时则满足陷阱控制的空间电荷限制电流传导机制,同时提出了基于氧空位导电细丝形成与断开机制的阻变开关模型.研究结果表明Au/TiO_2/FTO忆阻器将是一种很有发展潜力的下一代非易失性存储器.     

W/VO2周期性纳米盘阵列可调中红外宽频吸收器

为了实现对3～5μm中红外光的完美吸收,仿真设计了一种基于W/VO2周期性纳米盘阵列的可调中红外宽频吸收器,利用时域有限差分法模拟计算了结构参数对吸收器性能的影响.在最佳结构参数条件下,吸收器表现出偏振无关和广角吸收的特性,在3.1～3.6μm范围内吸收率达99%以上,峰值吸收率为99.99%.低温时入射光的磁场被束缚在各单元VO2介质层的中心并得到完美吸收;高温时VO2发生相变表现为金属相,抑制吸收,高低温的吸收率差值可达78.8%.该吸收器有效弥补了传统吸收器吸收频带窄、吸收率不可调的缺陷,对中红外光电器件的应用有参考价值.     

W/VO2方形纳米柱阵列可调中红外宽频吸收器

基于VO_2的热致相变特性,仿真设计出了一种W/VO_2方形纳米柱阵列可调中红外宽频吸收器,通过时域有限差分法分析了结构参数对吸收性能和结构内电磁场强度分布的影响,以及吸收器在不同偏振态和入射角度下的吸收特性。结果表明:在最佳的结构参数下,当VO_2未发生相变时,入射到吸收器的红外光转变为热而消耗掉,在3～5μm谱段的平均吸收率高达96.2%;当VO_2发生相变而转变为金属相时,吸收器表现出强反射,抑制吸收,高低温下的平均吸收率差可达74.1%。该吸收器的吸收率受入射光的影响较小,具有广角吸收特性,有望在红外智能光电领域得到应用。     

CH3CHF2与VO2+的反应机理

采用密度泛函方法在B3LYP/ 6-311G (2d, p)水平上研究了CH3CHF2与VO2+反应生成CH2=CF2 (H2消除反应), CH2=CHF(HF消除反应)和CH3CFO的机理。计算结果表明以上三种反应中,H2消除反应最容易发生。计算结果证明了相邻碳原子上的氢原子有利于C-F键的断裂。     

CH3CHF2与VO2+的反应机理

采用密度泛函方法在B3LYP/ 6-311G (2d, p)水平上研究了CH3CHF2与VO2+反应生成CH2=CF2 (H2消除反应), CH2=CHF(HF消除反应)和CH3CFO的机理。计算结果表明以上三种反应中,H2消除反应最容易发生。计算结果证明了相邻碳原子上的氢原子有利于C-F键的断裂。     

智能窗用热致变色SiO2/VO2双层膜的制备与性能

分别采用VO_2单独烧成工艺以及VO_2与SiO_2共烧成工艺制备了SiO_2/VO_2热致变色涂层,研究了涂层的微观结构、热致变色性能和光学性能。研究结果表明:SiO_2/VO_2涂层的微观结构、热致变色性能和光学性能强烈地依赖于沉积工艺;其微观结构随SiO_2胶体的不同而略有不同,但热致变色性能和光学性能无显著差异;在热致变色性能无明显损失的情况下,采用VO_2单独烧成工艺制备的SiO_2/VO_2涂层的可见光透射性能得到了显著提升;双层膜样品具有良好的综合性能,其近红外光调控率为39.6%,太阳能转换效率为8.4%,25℃下可见光积分透射率与太阳能积分透射率分别为68.4%、72.0%。     

Structural and electrical properties of LiCo3/5Cu2/5VO4 ceramics

The LiCo_3/5Cu_2/5VO₄ compound is prepared by a solution-based chemical method and characterized by the techniques of X-ray diffraction, scanning electron microscopy and complex impedance spectroscopy. The X-ray diffraction study shows an orthorhombic unit cell structure of the material with lattice parameters a=13.8263 (30) Å, b=8.7051 (30) Å and c=3.1127 (30) Å. The nature of scanning electron micrographs of a sintered pellet of the material reveals that grains of unequal sizes (～0.2–3 μm) present an average grain size with a polydisperse distribution on the surface of the sample. Complex plane diagrams indicate grain interior and grain boundary contributions to the electrical response in the material. The electrical conductivity study reveals that electrical conduction in the material is a thermally activated process. The frequency dependence of the a.c. conductivity obeys Jonscher’s universal law.     

相变前后VO2薄膜光学性质的研究

测量了玻璃、熔融石英及蓝宝石衬底上VO2 薄膜变温过程的红外透过率谱 ,对样品相变前后的光学性质进行了研究。特定温度下VO2 薄膜发生相变 ,其光学性质随之发生突变。不同衬底、不同制作工艺影响相变发生的温度以及相变前后光学性质的变化量。蓝宝石衬底上磁控溅射所得的VO2 膜 5 μm处透过率的减小量ΔT为 70 % ,相对变化ΔT TRT为 94 % ,玻璃衬底上磁控溅射所得的VO2 膜 2 5 μm处ΔT =6 4 2 % ,而ΔT TRT高达 98% ,接近于 1。     

VO分子2^Δ3/2-1^2Δ3/2电子跃迁P线系发射谱线的研究

本文利用孙卫国课题组建立的能精确计算（预言）某双原子分子电子态P线系发射谱线的物理新公式, 首次研究了VO分子从电子态^2Δ3/2跃迁到电子态1^2Δ3/2的（0, 0）跃迁带中的P线系发射谱线. 获得的研究结果不仅重复了实验上已知的低转动态谱线数据,而且还正确预言了该跃迁带在 实验上难以精确测量的转动量子数J=80.5以内的高振转激发态的P线系发射光谱. 为研究VO分子内部结构提供了重要的物理信息.     

VO2光学薄膜的脉冲激光损伤特性测试

为评价VO2光学薄膜在光电器件中的工作可靠性,搭建了可输出连续渐变激光能量密度的脉冲激光照射实验平台,运用1对1与s对12种激光损伤测试手段进行激光辐射照射实验,采用线性外推法和测量计算法2种方法对实验结果进行了处理并得出VO2薄膜在重复频率10 kHz、中心波长532 nm、脉冲宽度15 ps脉冲激光辐射下的损伤特性。结果表明:VO2薄膜损伤几率与脉冲激光的单脉冲能量密度呈线性关系,重复辐射的激光脉冲对VO2薄膜造成的损伤具有积累效应,且重复辐射的激光脉冲次数越多损伤积累效果越明显。     

FTIR研究快中子辐照直拉硅中的VO2

快中子辐照直拉硅(CZ-Si)经400-450℃热处理后，空位-双氧复合体(VO2)是其主要的缺陷．在300-500℃热处理快中子辐照的CZ-Si后，IR光谱中有919．6cm^-1和1006cm^-1两个吸收峰伴随VO2(889cm^-1)出现，这两个IR吸收峰是VO2的一种亚稳态缺陷(O-V-O)引起的，此缺陷态是由一个VO(A中心)与次临近的一个间隙氧原子(Oi)相互作用所形成的．在300℃延长退火时间或升高退火温度，都会使(O-V-O)转变为稳态VO2．辐照剂量在10^19数量级，经400-450℃热处理所形成的缺陷主要为多空位型，而VO2被抑制．     

Fabrication and Characterization of Nanocrystalline VO2 Thin Films

Nanocrystalline VO2 films with phase transition temperature 34℃ have been fabricated on SiaN4-film-coated silicon and quartz substrates by argon-annealing films of metastable VO2(B). The original VO2(B) films are obtained by ion beam sputtering in an argon-oxygen atmosphere at 200℃. The nanocrystalline VO2 films exhibit strong changes in electrical and optical properties when a phase transition is completed. The phase transition temperature in the as-fabricated samples is about 34℃, which is smaller in comparison with 68℃ in the singlecrystalline VO2 material. A lower phase transition temperature is favorable for device applications such as smart window coating and low power consumption optical switching.     

VO2薄膜对TEACO2激光响应特性的实验研究

报道了ＶＯ２薄膜在ＴＥＡＣＯ２激光照射下的相变特性的实验研究，结果表明：对于本文镀制的ＶＯ２薄膜，在偏置温度为５２℃条件下，ＴＥＡＣＯ２激光入射能量密度为１５０ｍＪ／ｃｍ＾２时，可使ＶＯ２薄膜发生相变，响应时间，５０ｎｓ，恢复时间≈２００μｓ。     

VO分子2△3/2—12△3/2电子跃迁P线系发射谱线的研究

本文利用孙卫国课题组建立的能精确计算(预言)某双原子分子电子态P线系发射谱线的物理新公式,首次研究了VO分子从电子态~2△3/2跃迁到电子态1~2△3/2的(0,0)跃迁带中的P线系发射谱线.获得的研究结果不仅重复了实验上己知的低转动态谱线数据,而且还正确预言了该跃迁带在实验上难以精确测量的转动量子数J=80.5以内的高振转激发态的P线系发射光谱.为研究VO分子内部结构提供了重要的物理信息.     

Effect of nonstoichiometry on Raman scattering of VO2 films

We report on Raman scattering of VO2 films prepared by radio frequency magnetron sputtering under different conditions. Our investigations revealed that the dominated Raman peaks shift towards high frequency for both V-rich and O-rich VO2 films, compared with the stoichiometry VO2 films. The experimental evidence is presented and the cause for nonstoichiometry dependence of Raman spectra of VO2 films is discussed.     

VO分子2Δ3/2-12Δ3/2电子跃迁P线系发射谱线的研究

本文利用孙卫国课题组建立的能精确计算(预言)某双原子分子电子态P线系发射谱线的物理新公式, 首次研究了VO分子从电子态²Δ_3/2跃迁到电子态1²Δ_3/2的(0, 0)跃迁带中的P线系发射谱线. 获得的研究结果不仅重复了实验上已知的低转动态谱线数据,而且还正确预言了该跃迁带在 实验上难以精确测量的转动量子数J=80.5以内的高振转激发态的P线系发射光谱. 为研究VO分子内部结构提供了重要的物理信息.     

基于VO2@SiO2核壳纳米粒子的热致变色薄膜

为解决VO_2热致变色薄膜可见光透射率低、耐候性差以及热分解法制备VO_2纳米颗粒易团聚等问题,提出了一种基于VO_2@SiO_2核壳纳米粒子的热致变色薄膜。首先利用VO(OH)_2表面负电荷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷中氨基正电荷间的静电相互作用,在前驱体VO(OH)_2表面进行SiO_2包覆得到VO(OH)_2@SiO_2核壳纳米粒子,然后在Ar气氛下对其进行高温热处理得到VO_2@SiO_2核壳纳米粒子,将其分散至树脂中并涂覆在玻璃基材上得到热致变色薄膜,并对热致变色薄膜的热致变色性能及核壳粒子的耐候性进行了研究。从透射电镜照片可以看出SiO_2壳层可以阻止前驱体VO(OH)_2在热分解过程中的团聚长大,对光学性能的研究表明低折射率的SiO_2和空气能够提高热致变色薄膜的光学性能,并且当VO(OH)_2@SiO_2纳米粒子的质量分数为10wt%时复合薄膜的光学性能最佳。SiO_2壳层对VO_2的保护作用可以有效提高其抗氧化性,并且可以提升纳米颗粒在酸性环境下的耐腐蚀性,延长热致变色薄膜的使用寿命。