[发明专利]一种A相或B相二氧化钒薄膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种磁控溅射制备A相或B相二氧化钒薄膜的方法，以A相二氧化钒陶瓷靶或B相二氧化钒陶瓷靶作为靶材，以氩气为溅射气体对所述靶材进行溅射以在衬底上形成A相或B相二氧化钒薄膜，其中沉积温度为350～500℃、沉积全压为0.5～5.0Pa。本发明直接以A相或B相二氧化钒陶瓷靶作为靶材，通过控制沉积温度、沉积全压等直接制备得到A相或B相二氧化钒薄膜。

技术领域

本发明属于新型无机功能材料领域，具体涉及一种在利用磁控溅射制备A相或B相二氧化钒薄膜的方法。

背景技术

钒的四价氧化物二氧化钒结构种类繁多，已知的结构有金红石相结构(R相)，单斜相结构(M相)，三斜相结构(T相)，以及中间相A相和B相。其中的M相和R相二氧化钒由于可以相互转化，且相变温度接近室温，而受到广泛关注，在智能节能窗等方面具有应用前景。而关于二氧化钒的中间相A相和B相研究相对较少。

A相二氧化钒VO₂(A)是由Theobald首先发现的，之后Oka第一次发现VO₂(A)的相变特性，相变温度约为165℃，并给出了VO₂(A)在相变前后具体的晶体结构及晶格参数。然而VO₂(A)制备困难，目前报道的文献中只有水热合成的方法，并且VO₂(A)不稳定，使得制备较纯的VO₂(A)更加困难。

B相二氧化钒VO₂(B)结构上由两种不同的[VO₆]八面体构成，形成连续的三维锂离子扩散通道，并由于稳定的层间结构为锂离子在快速扩散提供便利，因此VO₂(B)广泛应用于锂离子电池的正极材料。关于VO₂(B)的研究报道较VO₂(A)多，但制备方法也局限在水热等湿化学法上。

关于二氧化钒薄膜制备方法的研究自上世纪70年代以来便如雨后春笋般大量出现，在众多的合成方法中，物理磁控溅射法由于具有大规模产业化的前景，产品均匀稳定，重复性强，自动化程度高而备受关注。然而，溅射法制备A相或B相二氧化钒的研究目前还是空白。

发明内容

本发明利用A相或B相二氧化钒陶瓷靶磁控溅射制备A相或B相二氧化钒薄膜，目的在于弥补物理溅射法在制备A相或B相二氧化钒薄膜的空白，丰富功能化合物制备方法。

为此，本发明提供了一种磁控溅射制备A相或B相二氧化钒薄膜的方法，以A相二氧化钒陶瓷靶或B相二氧化钒陶瓷靶作为靶材，以氩气为溅射气体对所述靶材进行溅射以在衬底上形成A相或B相二氧化钒薄膜，其中沉积温度为350～500℃、沉积全压为0.5～5.0Pa。

本发明直接以A相或B相二氧化钒陶瓷靶作为靶材，通过控制沉积温度、沉积全压等直接制备得到A相或B相二氧化钒薄膜。

较佳地，通过对所述靶材进行溅射以直接在衬底上形成A相或B相二氧化钒薄膜而无需退火处理。

较佳地，所述氧气纯度为99.99％以上，所述氩气的纯度为99.99％。