[发明专利]一种通过调控溅射功率提高二氧化钒相变幅度的方法

摘要

本发明公开了一种通过调控溅射功率提高二氧化钒相变幅度的方法，通过磁控溅射与快速热退火相结合的方式制备二氧化钒薄膜，采用磁控溅射的方式制备金属钒薄膜，溅射过程中溅射功率采用40‑160W之间的多个参数，同时为了达到薄膜厚度相同的目的，依据功率参数调节溅射时间，然后在快速退火炉中进行快速氧化退火。在整个制备过程中将薄膜的沉积与二氧化钒的制备分离，降低了制备及调控的工艺要求，另外，溅射过程中多功率参数的设置起到了调控金属钒薄膜微结构的作用，进而达到调控和提高二氧化钒相变幅度的目的。本发明利用四探针测试仪对所制备二氧化钒薄膜的相变特性进行研究，设计出一种制备过程简单，易于控制，且能调控和提高VO2相变幅度的方法。

主权项

1.一种通过调控溅射功率提高二氧化钒相变幅度的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)蓝宝石基底的清洗：将蓝宝石片依次放入去离子水、丙酮以及无水乙醇中进行超声清洗，去除表面的无机及有机杂质；再用去离子水洗净，最后将蓝宝石基片放入无水乙醇中备用；(2)金属钒薄膜的制备：将洗净的蓝宝石基底置于DPS‑Ⅲ型超高真空对靶磁控溅射镀膜机的真空室，采用质量纯度为99.99％的金属钒作为靶材，以质量纯度为99.999％的氩气作为工作气体，本底真空度4.0×10‑4Pa，溅射过程中基片不加热，氩气气体流量为48mL/min，溅射工作气压为2Pa，溅射功率为40‑160W，溅射时间4.5min‑20min，在表面沉积钒薄膜；(3)二氧化钒薄膜的制备：将步骤(2)制得的金属钒薄膜放置于快速退火炉中进行快速氧化热退火；快速氧化热退火过程中，炉内温度的改变规律分为为升温、保温、降温三个阶段，热氧化时通入的气体为高纯氧气，升温和保温时气体流量固定为7slpm，其余阶段气体流量固定为1slpm，保温温度为450‑480℃，升温速率通过设定保温温度和升温时间来确定。