李军显，李 毅,2，周建忠，田 蓉，刘 进

（1.上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093；2.上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室，上海 200093）

引 言

二氧化钒（VO2）是一种具有独特相变特性的半导体材料，其相变温度（Tc）为341 K，当T＜Tc时，VO2呈低温半导体态的单斜晶体结构（M1），空间群为P21/c，晶格常数分别为a≈5.75×10-10，b≈ 4.53×10-10，c≈ 5.38×10-10，α=γ=90°，β= 122.6°；当T＞Tc时，低温半导体态 VO2向高温正方金红石结构的金属态转变，此时VO2的空间群为P42/mnm，晶格常数分别为a≈ 4.56×10-10，b≈ 4.56×10-10，c≈ 2.85×10-10，α=β=γ=90°，相变进程在纳秒级时间内就能完成[1-2]。相变前后，VO2的光学、电学、磁学等物理特性都将会发生显著变化，利用这种独特的特性使VO2材料能广泛应用于红外智能窗、光学存储器、红外吸收器以及智能辐射器等光电集成器件领域，相关材料和器件受到国内外广大学者的研究[3-6]。

由于钒氧化物具有多种价态和复杂的物相结构，例如常见的有VO、VO2、V2O3以及V2O5等[7]，晶体取向、化学组分以及晶粒大小等方面难于控制，因此制备高纯度VO2难度较大。同时，纯净的VO2的相变温度为341 K，远高于室温条件，导致实际应用受到了一定限制，这促使科研人员在降低VO2相变温度方面做了大量研究工作。目前，降低VO2相变温度的方法主要有两种：第一种是通过掺杂阳离子半径比V4+大的金属离子，比如W6+、Nb5+、Mo6+等；第二种是利用复合薄膜的方式来降低VO2的相变温度，比如VO2/AZO、VO2/FTO和VO2/ITO等复合结构。佟国香等[8]利用磁控溅射在FTO导电薄膜上制备钨钒金属膜，再通过退火氧化成功制成W掺杂VO2/FTO复合薄膜，结果表明在FTO导电薄膜上生长的VO2具有较高的晶面取向性，结晶程度高，膜层致密性好等优点，并将VO2的相变温度降低至35 ℃，热滞回线收窄至4 ℃，相变前后红外透过率变化为28%。……