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二氧化钒纳米粉末和掺杂薄膜的制备及光电特性研究

徐时清  
【摘要】: 研究了以V2O5粉末为原料,通过液相沉淀法和溶胶—凝胶真空蒸发还原沉积法制备VO2纳米粉末和以V2Os粉末为原料,MoO3粉为掺杂剂,通过无机溶胶—凝胶法制备掺Mo6’的VO2薄膜的工艺方法。采用XPS、XRD、TGA、DSC、TEM、SEM和红外光谱等测试分析手段研究了VO2纳米粉末和掺杂薄膜的制备及相关物理特性。 制粉研究发现:液相沉淀法制备的VO2纳米粉末,在晶化过程中,微粒不断长大,经400℃真空晶化10h可实现完全晶化,其晶粒粒径介于10~20nm;采用溶胶—凝胶真空蒸发还原沉积法制备的VO2粉末其单颗粒尺寸介于70~90nm,但单颗粒之间彼此连接,并以聚集晶团或连段形式存在。经红外光谱分析表明VO2纳米粉末具有显著的红外光透过率突变特性,且随粒度的减小其红外光透过率突变量增大。 无机溶胶一凝胶法制备掺MO6/的VO2相变薄膜研究发现:所制备的掺杂薄膜其主要成分是VO2,掺入的MoO3结构未发生改变。掺杂薄膜随MoO3含量的增加其电阻突变温度明显下降,但其电阻突变量级和红外光透过率的突变量亦随之降低,其中,电阻突变量级的下降趋势更显著。不过只要MoO3掺杂量不高于5%时,掺杂薄膜的电阻突变仍可保持2个量级以上,一般不影响其使用功能,因此有望使电阻突变温度降至室温范围。


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