【摘 要】
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二氧化钒(VO2)是一种热致相变材料，它在68℃附近会发生从低温半导体态到高温金属态的可逆相变，同时伴随着电阻率和光学性质的突变。VO2薄膜中掺入其它元素可以把薄膜的相变温度降低到室温附近，因此掺杂VO2具有广阔的应用前景。通过反应磁控溅射法和真空退火处理结合的方法在玻璃基片上制备掺钨VO2薄膜(V1-xWxO2)。研究过程中，用XPS、XRD、SEM、AFM和台阶仪对薄膜的成分、微观结构、形貌和
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二氧化钒(VO2)是一种热致相变材料，它在68℃附近会发生从低温半导体态到高温金属态的可逆相变，同时伴随着电阻率和光学性质的突变。VO2薄膜中掺入其它元素可以把薄膜的相变温度降低到室温附近，因此掺杂VO2具有广阔的应用前景。
通过反应磁控溅射法和真空退火处理结合的方法在玻璃基片上制备掺钨VO2薄膜(V1-xWxO2)。研究过程中，用XPS、XRD、SEM、AFM和台阶仪对薄膜的成分、微观结构、形貌和膜厚进行表征和分析，用四探针法测量薄膜电阻的热滞回线。
研究了制备工艺参数对氧化钒薄膜成分、微观结构、形貌和相变特性的影响。研究结果表明：在反应溅射制备氧化钒薄膜的实验中，随着m(O2)/m(Ar)比的减小，薄膜中V离子的平均价态逐渐变小，薄膜由V2O5相逐渐转变为低价的氧化钒混合相；当m(O2)/m(Ar)比为1：11时，薄膜主要成分为V2O5。在真空退火还原V2O5薄膜的实验中，随着退火时间的增加，薄膜经历了V2O5→V6O13→VO2(B)、VO2(γ)和V6O13混合相→VO2(A)和V6O13混合相的转变过程，同时薄膜的晶粒逐渐变大，结晶性逐渐变好。且得到了相变温度Tc为62℃、电阻突变量级△S为2.1和热滞回线宽度△T为10℃的VO2薄膜的制备参数。
研究了掺钨对VO2薄膜相变特性的影响，研究结果表明：钨元素在掺钨VO2薄膜中主要以W6+和W5+的形式存在；掺钨VO2薄膜的相变温度Tc随着掺钨量的增加约以24℃/at.％W的速率降低，同时相变时的电阻跃变量级和热滞回线的宽度逐渐减小，相变急剧变化的程度逐渐减弱。当掺钨量为2.1 at.％时，相变温度Tc可被降低到约14℃。
本研究为未来掺钨VO2薄膜的实际应用提供了科学依据。
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