[发明专利]一种新型高透射率二氧化钒薄膜元件制备方案

权利要求书

1.一种高透射率二氧化钒双层膜体系，其特征在于，所述双层膜体系包括渐变折射率材料薄膜层和二氧化钒薄膜层，所述二氧化钒薄膜层和所述渐变折射率氧化硅SiO_x(0≤x≤2)材料薄膜层从下至上依次堆叠。

2.根据权利要求1所述的一种高透射率二氧化钒双层膜体系，其特征在于，所述渐变折射率材料薄膜层为氧化硅薄膜层。

3.一种高透射率二氧化钒双层膜体系的制备方法，其特征在于，所述制备方法采用溅射工艺依次将二氧化钒和渐变折射率材料SiO_x溅射在元件基底上，形成结构为基片/二氧化钒薄膜层/渐变折射率材料SiO_x薄膜层的所述二氧化钒双层膜体系。

4.根据权利要求3所述的一种二氧化钒双层膜体系的制备方法，其特征在于，所述渐变折射率材料为SiO_x。

5.根据权利要求3所述的一种新型高透射率二氧化钒薄膜体系的制备方法，其特征在于，所述制备方法的具体步骤如下：

步骤一，理论设计优化二氧化钒双层膜体系的光谱性能

采用现有的薄膜设计软件，分别分析模拟溅射工艺参数对所述渐变折射率材料性能、所述二氧化钒薄膜性能的影响趋势和变化规律，从而进行工艺制备容差评估；进而获取利于实际工艺制备的所述渐变折射率材料薄膜层的折射率在1.1～2.74范围内变化分布，利用氧化硅渐变折射率材料具有折射率连续可调的优势，设计优化得到所述二氧化钒双层膜体系在红外波段具有超宽波段、全立体角、偏振非敏感、高透过率的光谱性能；

步骤二，制备二氧化钒薄膜层

对所述溅射二氧化钒薄膜的沉积参数进行优化并对所述二氧化钒薄膜的特性进行综合评估，以此得到所述二氧化钒薄膜在所述玻璃衬底上适宜的沉积工艺参数；

步骤三，溅射所述渐变折射率材料薄膜层

对比分析溅射工艺参数对所述渐变折射率氧化硅材料性能的影响趋势和变化规律，对所述渐变折射率氧化硅材料进行完备光学性能表征，以此获得所述渐变折射率材料氧化硅薄膜层的制备实施工艺参数；

根据所述沉积工艺参数在所述二氧化钒薄膜层上制备所述渐变折射率氧化硅薄膜层，得到结构为渐变折射率材料渐变折射率氧化硅薄膜层/二氧化钒薄膜层的所述二氧化钒双层膜体系。

6.根据权利要求5所述的一种二氧化钒双层膜体系的制备方法，其特征在于，步骤一中所述利用氧化硅渐变折射率材料特点在二氧化钒膜体系中的创新性设计应用。

7.根据权利要求5所述的一种二氧化钒双层膜体系的制备方法，其特征在于，步骤三中，对所述二氧化钒薄膜的特性进行综合评估，包括：

1)采用XPS对其薄膜中+4价V含量进行表征；

2)用X射线衍射仪对其晶相成分进行表征；

3)用干涉仪对薄膜表面面形变化测试，进行应力特性评估；

4)用四探针电阻测量仪测试VO₂相变前后特性变化；

5)根据热滞回线表征其相变温度、热滞宽度、相变幅度等相变特性；

6)用分光光度计对其相变前后光谱反射/透过率进行测量，评估薄膜的光谱性能特性；

7)用椭偏仪对薄膜的聚集密度进行测试评估；

8)用场发射扫描电子显微镜对其微结构进行表征。

8.根据权利要求5所述的一种二氧化钒双层膜体系的制备方法，其特征在于，所述溅射工艺参数包括渐变折射率氧化硅与二氧化钒协同参数优化；所述协同参数优化包括溅射参数、O₂分压反馈控制、Ar/O₂气体配比、生长温度和生长气压。

9.根据权利要求3～8任一项所述的二氧化钒双层膜体系的制备方法制备得到的一种二氧化钒双层膜元件，其特征在于，所述二氧化钒双层膜元件包括基于二氧化钒基础上的渐变折射率材料氧化硅双层膜体系和承载二氧化钒双层膜体系的元件基底。

10.根据权利要求9所述的二氧化钒双层膜体系的制备方法制备得到的一种二氧化钒双层膜元件在VO₂智能相变材料相关领域上的应用。