Was sind die Eigenschaften und Anwendungen von Vanadiumdioxid, das durch Magnetronsputtern hergestellt wird?
MagnetronzerstäubungWeit verbreitet in der Vorbereitung der VO2 dünne Filme, das Ziel Material ist in der Regel sehr rein Vanadium Metall, das Hintergrund-Vakuum ist in der Regel höher als 10-3Pa, und die Vakuumkammer ist mit Sauerstoff und Argon gefüllt. Sputtern, Ar + Ionen Bombardement V Ziel Sputtern V-Atome und O-Atome auf der Substratoberfläche kombiniert und abgeschieden, um Vanadiumoxide zu bilden, die Vorbereitung des Films enthalten in der Regel V2O3, VO2, V2O5 Vanadiumoxide, sondern durch die Anpassung der Partialdruck von Sauerstoff, Abscheidung Temperatur und das Ziel Basisabstand, hochwertige VO2 Filme hergestellt werden können.
Merkmale von Vanadiumdioxid
Hochgradig gleichmäßiger und kontinuierlicher Film
Mit der Magnetron-Sputtertechnik kann das Material gleichmäßig auf einem Substrat abgeschieden werden, so dass eine durchgehende Schicht ohne Risse oder signifikante Defekte entsteht. Dies ist besonders wichtig, um die Funktionalität des Films zu gewährleisten, da die Konsistenz der physikalischen Eigenschaften entscheidend für das thermische und elektrische Verhalten des VO₂ ist.
Kontrollierte Schichtdicke und Zusammensetzung
Durch die präzise Steuerung von Sputterparametern wie Leistung, Luftdruck, Sputterzeit und Abstand zwischen Target und Substrat können Dicke und Zusammensetzung des Films genau eingestellt werden. Dies ist wichtig, um VO₂-spezifische Phasenänderungseigenschaften zu erzielen (z. B. Umwandlung von Isolator in Metall bei einer bestimmten Temperatur).
Ausgezeichnete Phasenwechseleigenschaften
Die Hauptattraktion von VO₂-Filmen ist ihre einzigartige temperaturabhängige Phasenumwandlungsfähigkeit, die durch Magnetronsputtern effektiv erhalten und reproduziert werden kann. Bei Umgebungstemperaturen nahe 68 °C können VO₂-Filme rasch von einem isolierenden in einen metallischen Zustand übergehen, was mit erheblichen Veränderungen der Leitfähigkeit und der optischen Eigenschaften einhergeht.
Verbesserte optische und elektrische Eigenschaften
Durch Anpassung der Sputterbedingungen, wie Substrattemperatur und Sputteratmosphäre (z. B. Sauerstoffgehalt), kann die Struktur der Schicht optimiert werden, um ihre optische Durchlässigkeit und elektrische Leitfähigkeit zu verbessern. Bei intelligenten Fenstern zum Beispiel kann eine solche Optimierung die Fähigkeit zur Wärme- und Lichtregulierung verbessern.
Höhere Materialausnutzung und Produktivität
Die hohe Materialausnutzung des Targetmaterials beim Magnetronsputtern und die Tatsache, dass die Anlagen in der Regel eine hohe Abscheiderate aufweisen, führen zu einer hohen Produktivität und geringeren Produktionskosten.
Breite Palette von Substratanpassungen
Das Magnetron-Sputtern kann auf vielen Arten von Substraten durchgeführt werden, darunter Glas, Kunststoff und Metall, was die Anwendungsmöglichkeiten von VO₂-Filmen erweitert, z. B. die Möglichkeit, sie auf biegsame Oberflächen oder Gegenstände mit unterschiedlichen Formen aufzubringen.
Umweltfreundlich und schadstoffarm
Das Magnetronsputtern wird häufig als umweltfreundlicheres Präparationsverfahren angesehen als andere Methoden, wie z. B. die chemische Gasphasenabscheidung, da weniger Vorläuferstoffe und keine hochgiftigen Chemikalien verwendet werden.
Anwendungen von Vanadiumdioxid
Vanadiumdioxid-Terahertz-Vorrichtung
Der Wellenlängenbereich von 0,03~3mm wird als Terahertz definiert, der elektromagnetische Wellen mit Frequenzen im Bereich von 0,1THz bis 10THz enthält, die zwischen den Mikrowellen- und Infrarot-Wellenlängenbändern liegen. In den Anfängen war Terahertz in verschiedenen Bereichen unter verschiedenen Namen bekannt, wobei Ferninfrarot im optischen Bereich und Submillimeterwellen, Ultramikrowellen usw. im elektronischen Bereich verwendet wurden. Die Terahertz-Technologie wurde als eine der "zehn wichtigsten Technologien, die die Welt in Zukunft verändern werden" anerkannt. Der Phasenübergang von Vanadiumdioxid ermöglicht die Absorption bestimmter Frequenzen von Terahertz-Wellen, wobei diese Eigenschaft des Materials für Schaltzwecke genutzt wird. Auf der einen Seite, aufgrund der Impedanz des Films und des Substrats und der äußeren Umgebung Impedanz gleich ist, wird die Absorptionsstruktur nicht produzieren Reflexion, so dass die Terahertz-Welle wird nicht reflektiert werden; und Terahertz-Welle Resonanz und die oberste Schicht des Metall-Ring-Struktur, um eine oder mehrere Spitzen der Absorption zu produzieren, und zur gleichen Zeit, die Metall-Film, so dass die Terahertz kann nicht durch das Gerät weitergegeben werden, und schließlich die Absorption des Absorbers wird eine Änderung in der Absorptionsrate, die Verwendung eines solchen Grundsatzes, um den Absorber zu machen.
Datenträger-Material
Materialien mit bistabilen optischen Eigenschaften können zu optischen Datenspeichermedien verarbeitet werden. Die Vo2-Folie gehört zu einem solchen Material, und der Übergang zwischen den beiden stabilen Zuständen ist reversibel, so dass sie als lesbares, beschreibbares und löschbares Material für optische Datenträger verwendet werden kann. Es wurde festgestellt, dass die in Vo2-Filmen gespeicherten Daten über einen langen Zeitraum erhalten bleiben und Änderungen der Umgebungstemperatur sowie ultravioletter Bestrahlung standhalten können.
Optische Schaltgeräte
Mit einer Widerstandsphasenänderung von bis zu 5 Größenordnungen vor und nach der Phasenänderung von VO2 und einer Umwandlungszeit von Nanosekunden kann VO2 als Wärmeschalter oder Wärmesensor verwendet werden, um eine automatische Steuerung von Schaltkreisen zu realisieren. Optische Schalter verwenden VO2 im sichtbaren und infraroten Bereich der Durchlässigkeit der plötzlichen Veränderung, indem sie eine Art von Anregung, und letztlich erreichen die Übertragung und Reflexion der ein und aus, die als Lichtmodulator bekannt ist. Terahertz-Welle ist in der Mikrowelle und Infrarot zwischen elektromagnetischen Wellen befindet, ist das letzte elektromagnetische Spektrum in den Spektralbereich entwickelt werden, in Richtung der Breitband-Kommunikation, biologische Sensorik, Halbleiter-Material-Eigenschaften der Forschung hat großen Anwendungswert.
Laserschutzschicht für Infrarotdetektoren
Aufgrund des großen Unterschieds in der IR-Durchlässigkeit vor und nach dem Phasenübergang von VO2 können wir VO2-Folien als Schutzschicht gegen IR-Laserstrahlung verwenden. Wenn sie Laserpulsstrahlung ausgesetzt wird, kann sie schnell einen Phasenübergang von der metallischen zur Halbleiterphase durchlaufen, mit einer hohen IR-Durchlässigkeit vor dem Phasenübergang und einem sehr hohen IR-Reflexionsgrad nach dem Phasenübergang. In Abwesenheit von Laserstrahlung, VO2 Film zeigt hohe Infrarot-Durchlässigkeit, die normale Arbeit der Infrarot-Gerät nicht beeinträchtigt; wenn Laserstrahlung ausgesetzt, VO2 Film in der ultra-kurzen Zeitraum, die Phase zu ändern, um die Metall-Zustand, dieses Mal mit hohen Infrarot-Reflexion, die Blockierung der Übertragung von Strahlung Licht, um den Zweck des Schutzes der Detektor zu erreichen.
Smart Window Film Beschichtung
Wenn Vanadiumdioxid einen Isolator-Metall-Phasenübergang durchläuft, ändern sich auch seine optischen Eigenschaften schlagartig. Diese optische Vorrichtung, die mit einem dünnen Film aus VO2 beschichtet ist, wird gesteuert, wenn die von außen zugeführten elektrischen, optischen und thermischen Bedingungen einen Phasenübergang des VO2-Materials induzieren, wobei der hohe Transmissionsgrad des isolierenden Zustands vor dem Phasenübergang und der hohe Reflexionsgrad des metallischen Zustands nach dem Phasenübergang das Prinzip des Vanadiumdioxid-Materials für das intelligente Fenster ist. Dieses intelligente Vanadiumdioxid-Fenster kann durch den Einfluss der Temperatur auf den Phasenübergang reversibel reguliert werden. Insbesondere kann das Licht aus dem Infrarotbereich die Absorption von externem Infrarotlicht wirksam verhindern und so eine konstante Innentemperatur aufrechterhalten. Im Gegenteil, wenn die Außentemperatur niedriger ist als die Temperatur des Phasenübergangs der Folie, steigt die Lichtdurchlässigkeit, was die Raumtemperatur entsprechend erhöht. Die Verwendung von VO2-Materialien zur flexiblen Regulierung und Aufrechterhaltung der Raumtemperatur nutzt die Gaben der Natur in vollem Umfang und trägt so zum Ziel einer nachhaltigen Entwicklung bei.
Wir bieten Magnetron-Sputter-Gießereidienstleistung nach Maßkönnen Sie gerne einen Kommentar hinterlassen.
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