二氧化钒纳米颗粒薄膜的金属—半导体相变

【摘要】：二氧化钒(VO2)在340K附近会发生一阶的金属-半导体相变,从低温单斜晶相转变成高温金红石四方晶相,并同时伴随着电阻率、近红外区域透射率和反射率的突变。热致相变产生的应变对体材料会造成很大的危害,而VO2薄膜和纳米粒子点阵则没有这个问题。本文以金属钒V为先驱物,通过等离子体气相聚集团簇束流沉积的方法制备含有VO2成分的钒氧化物纳米粒子组装薄膜。室温下半导体相的VO2纳米颗粒,由于量子限制效应导致光学带隙由大块的0.7eV展宽到1.8-2.1eV,并且带隙展宽随着尺寸的减小而进一步增大。高温金属相的VO2纳米颗粒,不同于大块VO2单晶和薄膜,存在460nm附近的半宽度约为50nm的消光峰,以及在近红外光区的峰位置约为1600nm、半宽度达1000nm以上的强消光峰,分别与表面等离激元的多极子共振模与偶极共振模相关。并且前者随纳米粒子尺寸的增大而红移,而后者则随纳米粒子尺寸的增大而蓝移。20nm的VO2纳米颗粒的光学热滞回线,其金属-半导体相变过程跨越15K的温度区域,升温-降温过程滞后约25K。随着纳米颗粒尺寸的减小,迟滞回线宽度减小,相变温度也降低。VO2纳米颗粒薄膜呈现出显著的光学开关效应,在近红外光区,通过表面等离激元共振,透射率动态范围达到2.63。与光学热滞回线对比,加热时的电学热滞回线的相变起始温度低于光学热滞回线约5K,起源于VO2纳米颗粒点阵中光学性质与电学性质的金属-绝缘体转变具有不同的机制：光学过程由孤立纳米粒子的金属-半导体转变所主导；而电学过程则是由纳米粒子本身的金属-半导体转变和点阵整体的金属-绝缘体转变所共同支配。通过对变温Ⅰ-Ⅴ曲线的分析,确定出相变前后VO2纳米颗粒薄膜的电荷传导均满足Schottky机制。

【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TB43

下载全文更多同类文献

CAJ全文下载

(如何获取全文？欢迎：购买知网充值卡、在线充值、在线咨询)

CAJViewer阅读器支持CAJ、PDF文件格式

	【引证文献】
	【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库

前1条

1	王海洋;VO_2热致相变材料薄膜制备及性能研究[D];南京理工大学;2013年

	【参考文献】
	【参考文献】

中国期刊全文数据库

前3条

1	许旻,邱家稳,何延春,李强勇,赵印中,王洁冰;二氧化钒薄膜的结构、制备与应用[J];真空与低温;2001年03期
2	茅昕辉,陈国平,蔡炳初;反应磁控溅射的进展[J];真空;2001年04期
3	王贺权;沈辉;巴德纯;汪保卫;闻立时;;氧流量对直流反应磁控溅射制备TiO_2薄膜的光学性质的影响[J];中山大学学报(自然科学版);2005年06期

	【共引文献】
	【共引文献】

中国期刊全文数据库

前10条

1	杨爱国;杨子健;杨建红;冯浩;李冠斌;崔敬忠;;掺杂氧化钒薄膜的制备及其热光特性[J];半导体光电;2008年02期
2	黄常刚;何智兵;王朝阳;唐永建;;反应磁控溅射制备高阈值激光反射膜的研究进展[J];材料导报;2006年S2期
3	魏雄邦;吴志明;王涛;许庆宪;李建峰;蒋亚东;;氧化钒薄膜的制备技术及特性研究[J];材料导报;2007年S1期
4	董洪亮;李国军;崔学军;;高性能陶瓷涂层的制备技术与发展趋势[J];材料导报;2008年S2期
5	孙彩芹;杨晓红;闫勇彦;张召涛;;氧浓度对磁控溅射Ti/WO_3薄膜光学性能的影响[J];重庆师范大学学报(自然科学版);2009年01期
6	段永利;巴德纯;许生;范垂祯;;用PEM监控制备TiO_2薄膜及其光学性能的研究[J];东北大学学报(自然科学版);2008年06期
7	单玉桥,于晓中,李力,田晓飞;磁控溅射镀钽及其镀层性能的研究[J];电镀与涂饰;2005年06期
8	肖山;冯啸;张飞;柴刚;熊杰;陶伯万;;反应溅射法制备Y_2O_3种子层研究[J];低温与超导;2010年03期
9	齐玉明;梅冰;杨光;;中频交流磁控溅射制备AZO薄膜及退火工艺[J];电子元件与材料;2007年08期
10	刘子丽;肖峻;蒋向东;孙继伟;;基片温度对TiO_2薄膜的微观结构和紫外光电特性的影响[J];电子器件;2010年02期

中国重要会议论文全文数据库

前4条

1	单玉桥;于晓中;李力;田晓飞;;磁控溅射镀钽及其性能的研究[A];2004年全国电子电镀学术研讨会论文集[C];2004年
2	孙维连;杨钰瑛;李新领;;采用中频反应磁控溅射技术沉积氮化锆薄膜[A];第十一届中国体视学与图像分析学术会议论文集[C];2006年
3	姜燮昌;;大面积磁控溅射技术的最新进展与应用[A];2004’全国真空冶金与表面工程学术研讨会会议论文集[C];2004年
4	林松盛;代明江;侯惠君;朱霞高;李洪武;林凯生;戴达煌;;离子束辅助中频反应溅射(Cr,Ti,Al)N薄膜的研究[A];全国薄膜技术学术研讨会论文集[C];2006年

中国博士学位论文全文数据库

前9条

1	吴淼;非制冷红外探测器用高TCR氧化钒薄膜的制备研究[D];天津大学;2005年
2	周家斌;Ni-AlN太阳能选择性吸收涂层中频磁控溅射技术研究[D];中国地质大学（北京）;2007年
3	魏雄邦;氧化钒薄膜的制备、微结构与特性研究[D];电子科技大学;2008年
4	庞晓露;氧化铬薄膜的生长机理及力学性能表征[D];北京科技大学;2008年
5	吕宇强;氧化钒薄膜材料及非制冷红外探测器微结构设计的研究[D];天津大学;2007年
6	杨晓红;WO_3基气敏传感器薄膜材料的性质及应用研究[D];重庆大学;2008年
7	徐阳;表面沉积纳米二氧化钛纺织材料的制备及其性能研究[D];江南大学;2009年
8	冯煜东;柔性基底薄膜太阳能电池研究与试制[D];兰州大学;2010年
9	常学森;基于磁控溅射方法制备二氧化钛薄膜及其亲水特性研究[D];东北大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库

前10条

1	郝龙;射频反应溅射法制备SnO_2薄膜及其工艺研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
2	薛丽华;从含钒钢渣酸浸液中萃取钒的试验研究[D];昆明理工大学;2008年
3	米高园;用不同溅射方法镀制SiO_2薄膜光学特性的研究[D];西安工业大学;2011年
4	高培峰;染料敏化电池阳极制备及敏化工艺优化研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5	王泽明;高功率脉冲磁控溅射注入与沉积技术研究及CrN薄膜制备[D];哈尔滨工业大学;2010年
6	丁月蕾;由外而内，看透你的“眼”[D];上海交通大学;2011年
7	黄海燕;溅射氧化耦合法合成W掺杂VO_2纳米薄膜及其性质的研究[D];东华大学;2012年
8	戚云娟;磁控溅射法制备ZrO_2薄膜的研究[D];西安工业大学;2012年
9	张蜀平;氧化钒薄膜的制备及特性研究[D];电子科技大学;2002年
10	田立强;磁控溅射TiO_2薄膜与氧传感器的研究[D];河北工业大学;2003年

	【同被引文献】
	【同被引文献】

中国期刊全文数据库

前10条

1	周元俊;谢自力;张荣;刘斌;李弋;张曾;傅德颐;修向前;韩平;顾书林;郑有炓;;薄膜材料研究中的XRD技术[J];微纳电子技术;2009年02期
2	张超,吴卫东,陈正豪,周岳亮,孙卫国,唐永建,程新路;脉冲激光气相沉积技术现状与进展[J];材料导报;2003年12期
3	高国棉;陈长乐;陈钊;李谭;王永仓;金克新;赵省贵;;脉冲激光沉积(PLD)的研究动态与新发展[J];材料导报;2005年02期
4	马红萍,徐时清;V_2O_5熔化成膜法制备VO_2薄膜[J];稀有金属材料与工程;2004年03期
5	宋健;朱鹏;张文雅;雷宇;;Cymer准分子激光器的工作原理及应用[J];电子工业专用设备;2008年07期
6	王燕;黄维刚;;VO_2薄膜的制备及表征[J];电子元件与材料;2009年02期
7	孙健;李娜;刘英;;掺杂Fe_2O_3对氧化钒相变的影响[J];电子元件与材料;2009年10期
8	王尧;吴志明;罗振飞;王涛;蒋亚东;;溅射时间对氧化钒薄膜光学特性的影响[J];电子器件;2011年06期
9	李淑玲,吴淑琪;红外分光光度计及其应用[J];分析测试仪器通讯;1997年03期
10	唐亚陆;杜泽民;;脉冲激光沉积(PLD)原理及其应用[J];桂林电子工业学院学报;2006年01期

中国博士学位论文全文数据库

前5条

1	王玉泉;钒氧化物纳米材料的制备和性能[D];清华大学;2008年
2	戴君;氧化钒薄膜的光电特性及其应用基础研究[D];华中科技大学;2009年
3	田雪松;用于抗激光致盲的氧化钒薄膜制备及光学相变特性研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
4	薛晖;光学薄膜光学特性检测中若干关键问题的研究[D];浙江大学;2009年
5	王彬;高灵敏氧化钒非致冷红外探测器研究[D];华中科技大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库

前6条

1	宋锵;二氧化钒智能控温材料的制备与性能研究[D];大连理工大学;2011年
2	魏劲松;V2O5的还原机理与VO2薄膜制备新技术[D];西安理工大学;2001年
3	原晨光;还原五氧化二钒制备钒的低价氧化物[D];浙江大学;2005年
4	乔明霞;薄膜光学常数和厚度的透射光谱法测定研究[D];四川大学;2006年
5	茆姝;热光伏转换中光学滤波器红外选择特性研究[D];南京理工大学;2007年
6	谢艳红;热致相变氧化钒薄膜的制备与特性测试研究[D];华中科技大学;2009年

	【二级参考文献】
	【二级参考文献】

中国期刊全文数据库

前4条

1	尹大川,许念坎,刘正堂,张晶宇,郑修麟;VO_2薄膜的主要制备工艺参数研究[J];功能材料;1997年01期
2	杨文华,李红波,吴鼎祥;太阳电池减反射膜设计与分析[J];上海大学学报(自然科学版);2004年01期
3	杨宏,王鹤,于化丛,奚建平,胡宏勋,陈光德;常压化学汽相沉积TiO_x纳米光学薄膜及其用于太阳电池减反射膜的研究[J];太阳能学报;2002年04期
4	茅昕辉,刘云峰,张浩康,陈国平;铝靶脉冲反应溅射沉积氧化铝薄膜中的迟滞回线的研究[J];真空科学与技术;2000年02期

	【相似文献】
	【相似文献】

中国期刊全文数据库

前10条

1	单民瑜,杨觉明,张海礁,刘秀兰;微乳液法制备ZnS纳米颗粒[J];西安工业学院学报;2005年03期
2	魏劲松;罗亮;陈扬枝;;具有自修复功能的抗磨损设计研究进程[J];现代制造工程;2008年07期
3	郑虹;周栋;温福昇;高原;李发伸;;分散于石蜡中的Fe_3O_4磁性纳米颗粒的相互作用[J];磁性材料及器件;2008年04期
4	解国珍;李国栋;法晓明;吉晓英;吴刚;;纳米颗粒对溴化锂溶液发生温度的影响研究[J];制冷与空调;2008年S1期
5	温戈辉;郑荣坤;冯国光;张西祥;;CoO包覆的Co纳米颗粒的磁滞回线的横向及纵向偏移[J];稀有金属;2006年03期
6	曾伟;周海晖;英晓芳;曾庆良;胡伟亚;旷亚非;;电极/反相微乳液体系电沉积制备纳米金镀层[J];物理化学学报;2007年05期
7	孙可;张航;徐旭光;卢丹勇;李昱;;纳米颗粒在周期振动下行为的计算机模拟[J];振动与冲击;2007年09期
8	王冠峰;张宝峰;张洪娥;董晓慧;;溶胶-凝胶自燃法合成Mn_xZn_(1-x)Cu_(0．2)Fe_(1．8)O_4纳米颗粒的结构和磁性[J];无机材料学报;2007年06期
9	王丽;周庆国;袁士俊;李发伸;;Co_(1-x)Zn_xFe_2O_4纳米颗粒的结构和磁性[J];磁性材料及器件;2007年06期
10	李景琼;黄其煜;;氧化钛纳米管对DSCs电池性能的影响[J];太阳能学报;2008年02期

中国重要会议论文全文数据库

前10条

1	杨丽萍;赵帆;丁彬;;柔韧纳米颗粒修饰的静电纺SiO_2纤维膜自清洁性能研究[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
2	李梅;朱利中;;水中ZnO纳米颗粒的溶解行为及对大肠杆菌毒性的影响[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
3	徐海峰;郝保同;刘连军;唐临利;刘宝林;;纳米低温保护剂玻璃化过程中热学性质的DSC研究[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
4	甘阳;;针尖增强拉曼光谱(TERS)的针尖上纳米颗粒修饰技术研究进展[A];第十六届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2011年
5	丁宏秋;胡彦杰;李春忠;;多重射流燃烧反应器制备Al_2O_3纳米颗粒及其结构调控[A];中国颗粒学会第七届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2010年
6	密丛丛;田振煌;徐淑坤;;LaF_3:Ce,Tb发光纳米颗粒的微波辅助加热合成[A];中国化学会第十届全国发光分析学术研讨会论文集[C];2011年
7	葛昌纯;胡芳仁;;溶胶凝胶-自燃合成BaTiO_3纳米颗粒的研究[A];2003年纳米和表面科学与技术全国会议论文摘要集[C];2003年
8	严长志;谢俊;张宇;顾宁;;高温热解法制备不同形貌的磁性锰锌铁氧体纳米颗粒[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
9	夏英静;殷乐;翟小杰;徐健;;一步合成表面羧基官能化的α-Fe_2O_3纳米颗粒及其表征[A];中国化学会第28届学术年会第12分会场摘要集[C];2012年
10	蒋燕萍;谢键;余红明;邬春阳;曹高劭;赵新兵;;锂离子正极材料Li_4Mn_5O_(12)纳米颗粒的制备及其电化学性能[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第6分册）[C];2010年

中国重要报纸全文数据库

前10条

1	本报首席记者任荃;纳米颗粒是不是夺命凶手？[N];文汇报;2009年
2	钱伯章;纳米颗粒可从海藻中“吸”油[N];中国化工报;2009年
3	周凯莉;纳米颗粒是无名杀手?[N];中国安全生产报;2009年
4	记者白毅;肿瘤纳米药物研究取得重要进展[N];中国医药报;2010年
5	记者魏公铭;氧化锌纳米颗粒杀菌分子机理取得新进展[N];中国食品报;2011年
6	陈勇;能探测肿瘤的纳米颗粒[N];经济参考报;2005年
7	记者栾海;俄研制出纳米颗粒炸药[N];人民日报;2002年
8	新华社记者颜亮丁逸旻;科学家利用纳米颗粒追踪艾滋病毒[N];新华每日电讯;2004年
9	齐;日本开发紫杉醇纳米颗粒配方[N];医药经济报;2002年
10	何国庆陈孔国袁雅琴;湖大核壳生物纳米颗粒研究世界领先[N];湖南日报;2002年

中国博士学位论文全文数据库

前10条

1	谢春娟;复合荧光二氧化硅纳米颗粒的制备及其在生物分析和光催化降解中的应用[D];上海大学;2010年
2	程冰;光子晶体用纳米颗粒的制备改性自组装及其光学性能[D];陕西科技大学;2008年
3	杨平;常压等离子体聚合共轭聚合物荧光纳米颗粒的研究[D];东华大学;2010年
4	任翠领;新型光学—磁性纳米生物材料的液相合成、表征及性质研究[D];兰州大学;2010年
5	陶可;Fe_3O_4纳米颗粒的制备、修饰与细胞转染研究[D];上海交通大学;2008年
6	李芳;尺寸形貌可控磁性纳米粒子的制备及表征[D];兰州理工大学;2011年
7	程昌明;面向磁共振成像应用的Fe_3O_4纳米颗粒/团簇的可控制备[D];上海交通大学;2010年
8	左光宏;纳米颗粒与环境水结构对蛋白质构象影响的分子动力学模拟研究[D];复旦大学;2010年
9	李岳彬;硫化物半导体发光纳米晶和稀土荧光纳米颗粒的制备、表征及应用研究[D];华中科技大学;2011年
10	吴爱兵;碳包覆磁性纳米颗粒的合成、结构及磁性能研究[D];吉林大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库

前10条

1	刘玲玲;二氧化钒纳米颗粒薄膜的金属—半导体相变[D];南京大学;2011年
2	王辉;纳米颗粒在振动流化床中的聚团流态化研究[D];中南大学;2010年
3	王国军;金纳米颗粒大小和覆盖率对GOD结构和生物活性影响研究[D];华东师范大学;2011年
4	章锋;磁场协助作用下非磁性纳米颗粒的流态化[D];中南大学;2010年
5	海罗;基于二氧化硅纳米颗粒的抗肿瘤药物载体研究[D];湖南大学;2010年
6	陈丽丽;新型光学纳米颗粒在光学生物成像和太阳能电池中的应用[D];浙江大学;2010年
7	王卫佳;可生物降解高分子微球载药系统的研究[D];西南交通大学;2010年
8	刘献省;锡酸锌纳米颗粒及其复合体系的表面光电性能研究[D];河南大学;2010年
9	张照晖;Co_3O_4和NiO的纳米铁磁性[D];兰州大学;2011年
10	王金凤;叶酸靶向聚合物纳米微粒的制备及紫杉醇的靶向传递[D];西北农林科技大学;2010年

	快捷付款方式		订购知网充值卡	订购热线	帮助中心
	微信支付支付宝银行卡	知网卡神州行卡更多>>	免费送卡上门银行汇款购卡邮局汇款购卡	400-819-9993 010-62791813 010-62985026	常见问题在线咨询阅读器下载	充值中心知网卡新手指南