Каковы характеристики и области применения диоксида ванадия, полученного методом магнетронного распыления
магнетронное распылениеШироко используется в подготовке VO2 тонких пленок, целевой материал, как правило, очень чистый металл ванадия, фон вакуум, как правило, выше, чем 10-3Pa, и вакуумная камера заполнена кислородом и аргоном. Напыление, Ar + ионы бомбардировки V целевой распыления V атомов и O атомов на поверхности подложки в сочетании и осаждается с образованием оксидов ванадия, подготовка пленки, как правило, содержат V2O3, VO2, V2O5 оксидов ванадия, но путем регулировки парциального давления кислорода, температуры осаждения и целевой базы расстояния, высококачественные VO2 пленки могут быть подготовлены.
Характеристики диоксида ванадия
Высокооднородная и непрерывная пленка
Технология магнетронного распыления позволяет равномерно наносить материал на подложку, создавая непрерывную пленку без трещин и значительных дефектов. Это особенно важно для обеспечения функциональности пленки, поскольку постоянство физических свойств имеет решающее значение для теплового и электрического отклика VO₂.
Контролируемая толщина и состав пленки
Точно контролируя такие параметры напыления, как мощность, давление воздуха, время напыления и расстояние от мишени до подложки, можно точно регулировать толщину и состав пленки. Это необходимо для достижения специфических для VO₂ свойств фазового перехода (например, превращения из изолятора в металл при определенной температуре).
Отличные свойства фазового перехода
Главная привлекательность пленок VO₂ заключается в их уникальной способности к чувствительному к температуре фазовому переходу, которую можно эффективно поддерживать и воспроизводить с помощью магнетронного распыления. При температуре окружающей среды, близкой к 68°C, пленки VO₂ могут быстро переходить из изоляционного состояния в металлическое, что сопровождается значительными изменениями проводимости и оптических свойств.
Улучшенные оптические и электрические свойства
Регулируя условия напыления, такие как температура подложки и атмосфера напыления (например, содержание кислорода), можно оптимизировать структуру пленки для улучшения ее оптического пропускания и электропроводности. Например, при использовании "умных" окон такая оптимизация может улучшить их способность регулировать тепло и свет.
Повышение эффективности использования материалов и производительности
Высокий коэффициент использования материала мишени в процессе магнетронного распыления и то, что оборудование обычно имеет высокую скорость осаждения, обеспечивают высокую производительность и снижение производственных затрат.
Широкий диапазон адаптации к субстрату
Магнетронное распыление может быть выполнено на многих типах подложек, включая стекло, пластик и металл, что расширяет спектр применения пленок VO₂, например, возможность их нанесения на гнущиеся поверхности или объекты различной формы.
Экологически чистый и низкий уровень загрязнения
Магнетронное распыление часто считается более экологичным методом подготовки, чем другие методы, такие как химическое осаждение из паровой фазы, поскольку в нем используется меньше прекурсоров и не применяются высокотоксичные химикаты.
Применение диоксида ванадия
Терагерцовое устройство на основе диоксида ванадия
Диапазон длин волн 0,03~3 мм определяется как терагерцовый диапазон, который содержит электромагнитные волны с частотами в диапазоне от 0,1 ТГц до 10 ТГц, между микроволновым и инфракрасным диапазонами длин волн. В самом начале своего существования терагерцовый диапазон был известен под разными названиями в разных областях: в оптике использовался дальний инфракрасный диапазон, а в электронике - субмиллиметровые волны, ультрамикроволны и т.д. Терагерцовая технология была признана одной из "десяти лучших технологий, которые изменят мир в будущем". Фазовый переход диоксида ванадия позволяет поглощать определенные частоты терагерцовых волн, используя это свойство материала для коммутации. С одной стороны, из-за импеданса пленки и подложки и импеданса внешней среды равны, поглощающая структура не будет производить отражение, поэтому терагерцовая волна не будет отражаться; а резонанс терагерцовой волны и верхнего слоя металлической кольцевой структуры производит один или несколько пиков поглощения, и в то же время металлическая пленка такова, что терагерцовая волна не может быть пропущена через устройство, и в итоге поглощающая способность поглотителя будет меняться, что позволяет использовать такой принцип для изготовления поглотителя.
Материал дискового носителя
Материалы с бистабильными оптическими свойствами могут быть использованы в качестве оптических носителей информации, а пленка Vo2 относится именно к таким материалам, и переход между двумя ее устойчивыми состояниями является обратимым, поэтому она может быть использована в качестве материала для чтения, записи и стирания оптических дисков. Было установлено, что данные, хранящиеся в пленках Vo2, могут сохраняться в течение длительного периода времени и выдерживать изменения температуры окружающей среды и ультрафиолетовое облучение.
Устройства оптической коммутации
Благодаря изменению фазы сопротивления до и после изменения фазы VO2 на 5 порядков и времени преобразования в наносекунды, VO2 можно использовать в качестве термовыключателя или термодатчика для реализации автоматического управления цепями. Оптические переключатели используют VO2 в видимой и инфракрасной области пропускания при резком изменении, добавлении какого-либо возбуждения, и в конечном итоге достигают передачи и отражения при включении и выключении, что известно как модулятор света. Терагерцовая волна находится в микроволновой и инфракрасной области между электромагнитными волнами, является последним электромагнитным спектром, чтобы быть разработанным в спектральной области, в направлении широкополосной связи, биологического зондирования, полупроводниковых материалов свойства исследования имеет большое прикладное значение.
Лазерный защитный слой для инфракрасных детекторов
В соответствии с большой разницей в ИК-пропускании до и после фазового перехода VO2, мы можем использовать пленку VO2 в качестве защитного слоя от ИК-лазерного излучения. При воздействии лазерного импульсного излучения она может быстро претерпеть фазовый переход металлическая фаза-полупроводник с высоким ИК-пропусканием до фазового перехода и очень высоким ИК-отражением после фазового перехода. В отсутствие лазерного излучения, VO2 пленка показывает высокий инфракрасный коэффициент пропускания, нормальная работа инфракрасного устройства не влияет; при воздействии лазерного излучения, VO2 пленка в ультракороткий период времени, фазовый переход в металлическое состояние, в это время имеет высокую инфракрасную отражательную способность, блокируя передачу излучения света, для достижения цели защиты детектора.
Умное покрытие оконной пленкой
Когда диоксид ванадия претерпевает фазовый переход изолятор-металл, его оптические свойства также резко меняются. Это оптическое устройство, покрытое тонкой пленкой VO2, управляется, когда внешние электрические, оптические и тепловые условия вызывают фазовый переход материала VO2, высокий коэффициент пропускания изоляционного состояния до фазового перехода и высокий коэффициент отражения металлического состояния после фазового перехода, что является принципом применения материала диоксида ванадия в смарт-окне. Это смарт-окно из диоксида ванадия можно обратимо регулировать с помощью влияния температуры на фазовый переход. В частности, свет инфракрасного диапазона эффективно предотвращает поглощение внешнего инфракрасного света, тем самым поддерживая постоянную температуру в помещении. Напротив, когда внешняя температура ниже температуры фазового перехода пленки, пропускание света увеличивается, что соответствующим образом повышает температуру в помещении. Полностью используя дары природы, использование материалов VO2 для гибкого регулирования и поддержания температуры в помещении способствует достижению цели устойчивого развития.
Мы предлагаем Услуги по настройке литейного производства с магнетронным напылениемне стесняйтесь оставлять комментарии.
Сопутствующие товары
Связанное чтение
Какие факторы влияют на процесс напыления тонкопленочных материалов?
Какие факторы влияют на процесс напыления тонкопленочных материалов? С высокой энергией
Тонкие пленки нитрида кремния (SiNx) для оптических применений
Пленки нитрида кремния в оптике Пленки нитрида кремния как канонический
Классификация, характеристики и применение химического осаждения из паровой фазы (CVD)
Химическое осаждение из паровой фазы (CVD) Классификация, характеристики и применение Химическое осаждение из паровой фазы
