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《重庆大学》 2002年
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二氧化钒薄膜的相变性能研究

胡再勇  
【摘要】: VO_2薄膜是一种功能材料,由于其独特的性质,在很多领域内具有潜在的应用价值。近年来VO_2研究有了飞速的发展,尤其是VO_2薄膜制备技术得到了进一步的发展,一些新的制备技术如有机溶胶—凝胶法、脉冲激光沉淀技术、MOCVD法都制备出了高性能的VO_2薄膜。但是这些制备技术都具有一些缺点,例如它们使用市场上不易购买、价格昂贵的金属钒、纯的V_2O_5和钒的醇盐作为原料,而后者甚至十分不稳定,迄今为止,还不见有研究者使用工业V_2O_5作为原料,研究制备性能优良的VO_2薄膜。在工业V_2O_5大量存在,价格便宜的情况下,例如攀钢年产工业V_2O_56000吨,居国内第一位,且其用途局限于钢铁工业(约占85%)和化学工业(约占15%),因此探讨用攀钢工业V_2O_5产品制备用途广泛的VO_2薄膜材料,并研究其性能,就显得非常迫切和必要。 本论文采用无机溶胶—凝胶法制备VO_2薄膜,并对以下方面进行了研究。 (1)制备较优VO_2薄膜的工艺参数范围。 (2)本论文使用三组正交实验设计制备了几组薄膜,并研究了制备VO_2薄膜过程中真空热处理或H_2还原过程中,热处理温度、热处理时间、薄膜厚度对薄膜电阻突变数量级的影响。 (3)用几种分析手段(扫描电镜、TG和DSC分析、XRD分析)分别对V_2O_5薄膜、V_2O_5凝胶以及VO_2薄膜进行了研究。 (4)论文还对无机溶胶—凝胶法和其它几种较常使用的制备技术进行了较为全面的比较。 通过研究,制备出了相变性能较优的VO_2薄膜,其相变温度约为35℃,比纯VO_2薄膜的相变温度(68℃)低33℃,相变电阻突变数量级为2~3个,相变滞后温度为1~2℃,达到了国际上用纯含钒原料制备的同类薄膜电阻率突变水平。
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