2) 薄膜,相變幅度超過2個量級,利用快速熱處理設(shè)備對VO2薄膜進(jìn)行熱處理,研究氮氣氛下快速熱處理溫度對VO2相變特性的影響。通過x射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、高精度透射電子顯微鏡和四探針測試儀對熱處理前后薄膜的結(jié)晶結(jié)構(gòu)、表面形貌和電學(xué)相變特性分別進(jìn)行了測試。實驗結(jié)果表明,快速熱處理狀態(tài)下,溫度為300℃時,VO2薄膜的電阻相變幅度由200倍增加到277倍,但是當(dāng)溫度超過350℃后,相變性能迅速變差,相變幅度由2個量級降低為小于1個量級,當(dāng)溫度超過500 ℃時,相變特性消失;溫度升高的過程中,單斜VO2(011)結(jié)晶結(jié)構(gòu)逐漸消失,薄膜的成分轉(zhuǎn)變?yōu)閂4O7;快速熱處理過程中薄膜內(nèi)的顆粒尺寸保持不變。研究結(jié)果將有助于增強對VO2薄膜在溫度差異大、變化速度快環(huán)境中的特性進(jìn)行分析與應(yīng)用。"/>

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快速熱處理溫度對納米結(jié)構(gòu)二氧化釩薄膜相變特性的影響
DOI:
作者:
作者單位:

天津大學(xué)電子信息工程學(xué)院,天津大學(xué)電子信息工程學(xué)院,天津大學(xué)電子信息工程學(xué)院,天津大學(xué)電子信息工程學(xué)院,電子信息工程學(xué)院,天津大學(xué)電子信息工程學(xué)院

作者簡介:

通訊作者:

中圖分類號:

O484

基金項目:

國家自然科學(xué)基金資助(項目號61471264,61101055)


Effects of Rapid Thermal Annealing Temperature on Phase Transition Properties of Nanostructure Vanadium Dioxide Thin Film
Author:
Affiliation:

School of Electronic Information Engineering,Tianjin University,School of Electronic Information Engineering,Tianjin University,School of Electronic Information Engineering,Tianjin University,School of Electronic Information Engineering,Tianjin University,School of Electronic Information Engineering,Tianjin University,School of Electronic Information Engineering,Tianjin University

Fund Project:

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    摘要:

    采用射頻磁控濺射方法在單晶硅基底表面制備了單一相納米結(jié)構(gòu)二氧化釩 (VO2) 薄膜,相變幅度超過2個量級,利用快速熱處理設(shè)備對VO2薄膜進(jìn)行熱處理,研究氮氣氛下快速熱處理溫度對VO2相變特性的影響。通過x射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、高精度透射電子顯微鏡和四探針測試儀對熱處理前后薄膜的結(jié)晶結(jié)構(gòu)、表面形貌和電學(xué)相變特性分別進(jìn)行了測試。實驗結(jié)果表明,快速熱處理狀態(tài)下,溫度為300℃時,VO2薄膜的電阻相變幅度由200倍增加到277倍,但是當(dāng)溫度超過350℃后,相變性能迅速變差,相變幅度由2個量級降低為小于1個量級,當(dāng)溫度超過500 ℃時,相變特性消失;溫度升高的過程中,單斜VO2(011)結(jié)晶結(jié)構(gòu)逐漸消失,薄膜的成分轉(zhuǎn)變?yōu)閂4O7;快速熱處理過程中薄膜內(nèi)的顆粒尺寸保持不變。研究結(jié)果將有助于增強對VO2薄膜在溫度差異大、變化速度快環(huán)境中的特性進(jìn)行分析與應(yīng)用。

    Abstract:

    Single phase vanadium dioxide (VO2) thin film was fabricated by radio frequcecy magnetron sputtering method on silicon single crystal, the transition magnitude is beyond 2 orders. VO2 thin film was annealed in nitrogen by rapid thermal annealing method. X ray diffraction, scanning electron microscopy, high resolution transparcy electron microscopy and four pobe method were used to characterize the crystal structure, morophology and electrical properties, respectively. The results show that, the phase transition properties were affected heavely by temperature at rapid thermal annealing mode. The magnitude of phase transition in sheet resistance increases from 2.3 to 2.4 orders when rapid thermal annealing at 300 ℃, and when the temperature beyond 350 ℃, the order of magnitude decrease to lower 1, at 500 ℃ the phase transition disappear. The composition of VO2 thin films change form VO2 to V4O7. SEM results show that the hole structure in film doesn’t change and the particle size also keep the same size during annealing at different temperature. The results are important for VO2 application in envirment with fast change of temperature.

    參考文獻(xiàn)
    相似文獻(xiàn)
    引證文獻(xiàn)
引用本文

梁繼然,李景鵬,侯露輝,李娜,劉星,胡明.快速熱處理溫度對納米結(jié)構(gòu)二氧化釩薄膜相變特性的影響[J].稀有金屬材料與工程,2017,46(8):2197~2202.[Liang Jiran, Li Jingpeng, Hou Luhui, Li Na, Liu Xing, Hu Ming. Effects of Rapid Thermal Annealing Temperature on Phase Transition Properties of Nanostructure Vanadium Dioxide Thin Film[J]. Rare Metal Materials and Engineering,2017,46(8):2197~2202.]
DOI:[doi]

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歷史
  • 收稿日期:2015-04-14
  • 最后修改日期:2015-06-02
  • 錄用日期:2015-08-11
  • 在線發(fā)布日期: 2017-11-16
  • 出版日期: