The invention discloses a method for periodically regulating the phase transition properties of vanadium dioxide thin films. Sapphire with m-section is selected to prepare substrate samples. Sapphire crystal surface is reconstructed by annealing the above-mentioned substrate samples at high temperature, and substrate samples with different sections are prepared. Polycrystalline vanadium trioxide target materials are selected as raw materials by film epitaxy growth method, and at different sections. Vanadium dioxide thin film samples were grown on the surface of sapphire. Based on the traditional epitaxy growth technology, the vanadium dioxide thin film is epitaxially grown on the surface of sapphire reconstructed substrates annealed at high temperature. Induced by periodically reconstructed surface, the strain of oxide thin film presents different strain states at nanoscale, and finally induces two different physical responses periodically in the same thin film. The invention can periodically adjust the physical properties of vanadium dioxide at nanoscale, and is convenient for realizing the application of the oxide film in microelectronics and optoelectronic devices.
【技术实现步骤摘要】
一种周期性调控二氧化钒薄膜相变性质的方法
本专利技术属于材料结构性质与物理性质调控领域,具体涉及一种周期性调控二氧化钒薄膜相变性质的方法。
技术介绍
氧化物薄膜应变是调控其物理性质重要手段,为了纳米微电子、光电子器件的研制和应用的需求,在纳米尺度调控氧化物薄膜性质成为一个亟需解决的难题。就二氧化钒薄膜而言,本征二氧化钒在68摄氏度附近会经历一个由绝缘态转变为金属态的相变过程,相应的电学性能和光学性能也会发生突变,而通过应变调控则可以将其相变点降低到室温。这些独特的性能使得其在固体电子、微波集成、红外传感等器件中有巨大的应用价值。目前,应变调控的直线主要依赖于外延结构来实现。在选定生长基片的前提下,外延结构的界面关系就已经确定。薄膜生长完成后,在薄膜中只能实现一种应变状态,如果能够在一片薄膜里实现两种乃至多种应变状态,对下一步纳米器件的发展有着重要的意义。重构亚稳定晶面的基片,形成周期性纳米条纹结构,已经应用于一维纳米棒状材料诱导生长模板,而由于一维纳米棒本身的生长工艺和拓扑结构性质,这一过程中不会引入显著应变来影响其物理性质。本专利技术提出使用传统薄膜外延技术,在 ...
【技术保护点】
1.一种周期性调控二氧化钒薄膜相变性质的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1:选取m切面蓝宝石制备基底样品;步骤S2:将上述基底样品进行高温退火处理使蓝宝石晶体表面产生重构,制备具有不同切面的基底样品;步骤S3:采用薄膜外延生长方法,选取多晶三氧化二钒靶材为原料,在具有不同切面的蓝宝石表面生长二氧化钒薄膜样品。
【技术特征摘要】
1.一种周期性调控二氧化钒薄膜相变性质的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1:选取m切面蓝宝石制备基底样品;步骤S2:将上述基底样品进行高温退火处理使蓝宝石晶体表面产生重构,制备具有不同切面的基底样品;步骤S3:采用薄膜外延生长方法,选取多晶三氧化二钒靶材为原料,在具有不同切面的蓝宝石表面生长二氧化钒薄膜样品。2.根据权利要求1所述的一种周期性调控二氧化钒薄膜相变性质的方法,其特征在于,所述步骤S1的具体过程为:m切面蓝宝石的表面处理:将m切面蓝宝石依次经过异丙醇、丙酮和乙醇溶液,并在60摄氏度下超声清洗5分钟,再用氮气吹干待用。3.根据权利要求1所述的一种周期性调控二氧化钒薄膜相变性质的方法,其特征在于,所述步骤S2的具体过程为:将m切面蓝宝石放置于陶瓷舟中,利用送样杆将陶瓷舟推送到管式炉的恒温区,管式炉以1摄氏度/分钟速度从室温升温至1400摄氏度,并在1400摄氏度保持10小时,之后以5摄氏度/分钟速度降温至室温,整个退火过程中在大气下进行。4.根据权利要求3所述的一种周期性调控二氧化钒薄膜相变性质的方法,其特征在于:所述m切面蓝宝...
【专利技术属性】
技术研发人员:吉彦达,程磊,杨强,樊济宇,杨浩,
申请(专利权)人:南京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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