The invention discloses a method for the preparation of VO2 thin film composite structure for near infrared multi band absorber, mainly composed of base sapphire, gold reflection layer, silica nanospheres array and two vanadium oxide film. By evaporation of a layer of gold film reflecting layer on the sapphire substrate, single layer silicon dioxide spherical array is drawn on the gold film. Two vanadium oxide thin film is prepared by magnetron sputtering, and the vanadium oxide thin film is prepared by rapid thermal annealing to form a composite nanostructure to achieve near infrared broadband absorption.
【技术实现步骤摘要】
用于近红外多宽带吸收器的VO2薄膜复合结构制备方法
本专利技术涉及近红外多宽带吸收器的制备技术,具体涉及一种用于近红外多宽带吸收器的VO2薄膜复合结构制备方法。
技术介绍
电磁超材料(Metamaterials)是一种人工复合结构或复合材料[1],具有自然界中常规材料所不具备的奇特电磁特性,通过合理设计超材料的几何结构和尺寸,可以实现其对特定频段电磁波的完美吸收。电磁超材料完美吸收器在太赫兹成像,物质检测,太阳能电池等方面具有潜在的应用价值。二氧化钒(VO2)是一种温度敏感材料[2],在68℃会发生由半导体相到金属相的改变,相变过程中,晶体结构由低温单斜金红石结构变为高温四方金红石结构,相变前后VO2的光学和电学性能发生可逆快速突变,尤其是在近红外波段VO2的透射发生由高透射向低透射的转变,出现明显的开和关两种状态。由于具有这种光学特性可变的优势,使得VO2成为调控光学器件的理想材料。由于超材料本身是依赖于谐振吸收,所以吸收谱非常窄,大部分是只针对单一谐振频率吸收,一旦远离谐振频率,吸收率就会衰减。对于许多的应用,例如太阳能电池,多频探测器等,大多需要宽带或者多频带吸收的特性。如何有效获得宽带吸收器结构,成为了科研界研究的一个热点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述
技术介绍
存在的缺陷,提出一种用于近红外多宽带吸收器的VO2薄膜复合结构制备方法,主要是由基底蓝宝石、金反射层、二氧化硅纳米球阵列及二氧化钒薄膜以组成,通过在蓝宝石基底上蒸发镀一层金膜反射层,在金膜上提拉单层二氧化硅球阵列,再通过磁控溅射金属钒薄膜,并利用快速热退火的方式制备二氧化钒薄膜,形 ...
【技术保护点】
用于近红外多宽带吸收器的VO2薄膜复合结构制备方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)、基片清洗:将三氧化二铝基片依次放入去离子水、丙酮以及无水乙醇中超声清洗,待清洗干净后将基片放入无水乙醇中备用;(2)蒸发溅射金膜:在上述步骤(1)清洗后的基片上蒸发溅射一层100nm的金薄膜;(3)、制备单分散SiO2掩膜层:将洗净引流片插入到去离子水中,然后使用移液枪将SiO2球溶液滴到引流片上,使液滴缓慢流到去离子水表面,重复直到整个液面形成紧密的单层二氧化硅球,静置待液面稳定后,用提拉镀膜机将经上述步骤(2)蒸发溅射金膜的基片固定并浸没在提拉液中,然后竖直而缓慢地提拉出液面,提拉速度控制在10‑100μm/min之间,得到单分散SiO2掩膜层,即单层SiO2球阵列;(4)、制备钒薄膜:将上述步骤(3)得到的单层SiO2球阵列置于超高真空对靶磁控溅射设备的真空室,在其表面沉积厚度为60‑80nm的钒薄膜,溅射功率135W,溅射时间8‑11min;(5)二氧化钒薄膜的制备:将步骤(4)制得的钒薄膜放于快速退火炉中进行快速氧化热处理,氧气流量为2‑4slpm,保温温度为450℃,升温速率固定为50℃/ ...
【技术特征摘要】
1.用于近红外多宽带吸收器的VO2薄膜复合结构制备方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)、基片清洗:将三氧化二铝基片依次放入去离子水、丙酮以及无水乙醇中超声清洗,待清洗干净后将基片放入无水乙醇中备用;(2)蒸发溅射金膜:在上述步骤(1)清洗后的基片上蒸发溅射一层100nm的金薄膜;(3)、制备单分散SiO2掩膜层:将洗净引流片插入到去离子水中,然后使用移液枪将SiO2球溶液滴到引流片上,使液滴缓慢流到去离子水表面,重复直到整个液面形成紧密的单层二氧化硅球,静置待液面稳定后,用提拉镀膜机将经上述步骤(2)蒸发溅射金膜的基片固定并浸没在提拉液中,然后竖直而缓慢地提拉出液面,提拉速度控制在10-100μm/min之间,得到单分散SiO2掩膜层,即单层SiO2球阵列;(4)、制备钒薄膜:将上述步骤(3)得到的单层SiO2球阵列置于超高真空对靶磁控溅射设备的真空室,在其表面沉积厚度为60-80n...
【专利技术属性】
技术研发人员:梁继然,李鹏,宋晓龙,周立伟,郭津榜,
申请(专利权)人:天津大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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