TiO2/VO2双层薄膜的制备及光电性能研究
2012-09-28吕晓庆李合琴
吕晓庆, 李合琴, 周 矗, 崔 跃, 何 蓓, 刘 涛
(合肥工业大学 材料科学与工程学院,安徽 合肥 230009)
VO2薄膜具有高的电阻温度系数以及优良的热敏性能,在智能窗[1-2]、光电开关、非制冷红外辐射热计等方面有重要的应用前景。目前VO2薄膜的制备方法主要有磁控溅射法[3]、真空蒸镀法、脉冲激光沉积及溶胶-凝胶法[4]等。本文采用反应磁控溅射法在玻璃基底上制备了VO2单层膜及TiO2/VO2双层膜,并检测其电学、光学、结构及形貌等方面的性能;通过添加TiO2缓冲层来改善薄膜的性能,制备出能满足实际应用需求的VO2薄膜。
1 实 验
实验所用镀膜设备为中国科学院沈阳中科仪器所研制的FJL560B1型高真空磁控与离子束联合溅射设备。首先用磁控溅射法在玻璃基底上制备出VO2单层薄膜(样品1)与TiO2/VO2双层薄膜(样品2),溅射靶材为99.99%的高纯金属钒靶和钛靶,溅射电源为直流电源,溅射气体和反应气体分别为 Ar(99.99%)和 O2(99.99%),溅射前依次用丙酮、乙醇及去离子水对玻璃衬底进行标准超声清洗[5]各15min,吹干后放入溅射室。溅射室本底真空为1.0×10-4Pa,先通入高纯Ar气,对靶材预溅射10min,然后通入O2气,进行反应溅射。对于TiO2/VO2双层薄膜,先在玻璃上制备一层TiO2薄膜,再制备一层VO2薄膜。实验中采用了精密电桥和LCR测试仪、D/MAX2500V型X射线衍射仪、Sirion 200型场发射扫描电镜、UV-2550紫外-可见分光光度计等对薄膜的表面形貌和晶体结构进行分析。
2 实验结果与分析
2.1 薄膜样品的电阻分析
VO2薄膜和TiO2/VO2薄膜的电阻-温度曲线如图1所示。

图1 VO2薄膜和TiO2/VO2双层薄膜的电阻-温度曲线
由图1可看……