[发明专利]一种高价金属阳离子掺杂制备的B相VO2热敏薄膜及其制备方法

摘要

本发明提供一种通过高价金属阳离子（M）掺杂制备的非制冷焦平面红外探测器用的高性能B相VO₂热敏薄膜及其制备方法。具有优异热敏性能的二氧化钒（VO₂）薄膜材料是非制冷微测辐射热计红外探测器首选的热敏电阻材料。目前使用的VO₂(B)相薄膜具有电阻太大（达到MΩ级），TCR较小（小于2%/K）等不利因素，限制了VO₂(B)相薄膜的应用。本发明拟通过高价金属阳离子掺杂（包括均匀掺杂和梯度掺杂），利用高价金属阳离子强的还原性和其取代V后贡献的多余电子提高膜的导电性。本发明的热敏薄膜具有较高的室温TCR（-2 %/K～-5 %/K）和较低的方块电阻（10 kΩ/□～60 kΩ/□），可有效地提高非制冷焦平面红外探测器的灵敏度，在红外探测与成像器件领域具有广泛的应用前景。

主权项

一种高价金属阳离子（M）掺杂制备的B相VO₂热敏薄膜，其特征在于，所述B相VO₂热敏薄膜包括有衬底及高价金属阳离子 (M) 掺杂的B相VO₂：所述衬底为石英玻璃、或单晶硅、或陶瓷基板、或电路元件；所述高价金属阳离子（M）的掺杂元素包括Nb、或Ta、或Mo、或W中任一种；并且所述掺杂元素总量为V元素的0.25 mol%～20 mol%，优选1.0 mol%～3.0 mol%；所述的掺杂元素为沿膜厚方向的均匀掺杂和梯度掺杂；掺杂薄膜厚度为50 nm～500 nm，优选的厚度为80 nm～200 nm。