应力对蓝宝石衬底上生长二氧化钒薄膜结构和光电性能的调控

来源期刊：无机材料学报2018年第11期

论文作者：张聪 康朝阳 宗海涛 李明 梁珊珊 曹国华

文章页码：1225 - 1231

关键词：脉冲激光沉积;VO2;应力;光电性能;

摘    要：利用脉冲激光沉积技术在蓝宝石衬底上生长不同厚度的VO₂薄膜,对薄膜的结构、表面形貌和光电性能进行研究。结果表明:所沉积的VO₂薄膜为具有单晶性能、表面平整的单斜晶相的VO₂薄膜,相变前后,方块电阻的变化可达到3～4个数量级,在波长为2500nm的透过率变化最高可达56%,优化的可视透过率(T_lum)和太阳能调节率(?T_sol)为43.2%和8.7%。薄膜受到的应力对VO₂薄膜有重要影响,可以通过调节薄膜的厚度对VO₂薄膜光电性能实现调控。当VO₂薄膜厚度较小时,薄膜受到拉应力,拉应力能使相变温度显著降低,金属–绝缘体转变性能（MIT）不但与载流子浓度的变化相关,而且还受载流子迁移率变化的影响;当VO₂薄膜厚度较大时,薄膜受到压应力,VO₂薄膜的相变温度接近块体VO₂的相变温度,MIT转变主要来自于载流子浓度在相变前后的变化,其载流子迁移率几乎不变。