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
Различия между ICPCVD и PECVD для получения пленок нитрида кремния
Различия между ICPCVD и PECVD для получения пленок нитрида кремния IC
Поликремниевая пленка丨 Различные факторы, влияющие на поверхностные свойства поликремниевой пленки
Поликремниевая пленка丨 Различные факторы, влияющие на свойства поверхности выращивания поликремниевой пленки
Ключевая роль тонкопленочных окон из нитрида кремния в производстве и анализе полупроводников
Тонкопленочные окна из нитрида кремния стали важной частью полупроводниковой промышленности благодаря своим уникальным свойствам. Тонкопленочные окна из нитрида кремния имеют широкий спектр применения, от производства до анализа, и играют ключевую роль в разработке новых полупроводниковых приборов и материалов.
