通过物理气相沉积技术生长VO2单晶纳米线及物性调控研究开题报告

 2021-10-23 08:10

1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)

一、vo2及mit相变简介钒是vb族元素,作为一种过渡金属元素,其原子外层电子结构为3d34s2,钒元素存在多种价态,可以与氧作用生成一系列复杂的氧化物,在钒的氧化物中,钒存在 2、 3、 4、 5或以混合价态存在,根据v离子的价态可以分为两大体系:(1)v离子单一价态氧化物,如v2o5,vo2,,v2o3;(2)v离子呈现混合价态氧化物;形成magneli相vno2n-1(2<7)和wadsley相vno2n 1(n=2,3,6),钒氧化物通常具有从低温半导体结构到高温金属结构的可逆结构相变特性,其中大多数vox(x值小于2)单晶的结构相转变温度明显低于室温并在室温下表现出金属特性。

[1] 二氧化钒(vo2)是一种电子强关联体系的金属氧化物材料,它具有一阶可逆相变特性。

在临界68℃附近,vo2发生金属-绝缘相变(mit),由低温单斜相突变到高温四方相,相变前后电阻突变可高达4~5个量级,同时vo2在相变前后对红外光的透射具有调制作用,即由低温高透性变为高温反性。

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

目前研究发现通过控制单斜相VO2(M)的微观形貌及缺陷、改变调节内应力和增加外应力等方法可以调控其相转变温度。

但是目前最常用的、研究最多的也是最有效的方法是通过元素掺杂的方式来连续调控VO2(M)的相转变温度,掺杂Mo5 、W6 及Nb5 等元素高价态离子可以降低VO2(M)的相转变温度,其中掺杂非金属离子F1-也可以有效的降低相转变温度,而掺杂Cr3 、Ga3 及Al3 等元素低价态离子则可以提高VO2(M)的相转变温度,重要的是通过控制掺杂离子的浓度可以连续的调节相转变温度的大小。

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