研究目的
通过氧空位掺杂调控电子-电子相互作用，实现VO2金属单斜相的稳定存在，并阐明该相变机制，以应用于非易失性智能存储器件。
研究成果
该研究成功证明，通过提高自由载流子浓度使其超过莫特准则，氧空位掺杂可在VO2薄膜中稳定金属单斜相且不引发结构转变。这种缺陷工程方法为调节电子特性以实现先进光电器件应用提供了途径，对非易失性存储器件也具有启示意义。
研究不足
该研究仅限于薄膜（约10纳米）和特定退火条件；实际器件的稳定性和可扩展性可能需要进一步优化。位错和界面效应的作用可能引入变数。
1：实验设计与方法选择：
研究采用脉冲激光沉积法在NiO/Al2O3衬底上生长外延VO2薄膜，随后通过真空退火引入氧空位。技术手段包括X射线衍射(XRD)、扫描透射电子显微镜(STEM)、电子能量损失谱(EELS)、拉曼光谱及电学测量，用于分析结构和电子态变化。
2：样本选择与数据来源：
在c面蓝宝石(c-Al2O3)衬底上制备含NiO缓冲层的超?。ㄔ?0纳米）外延VO2薄膜。样本包含原位沉积态与真空退火处理态VO2薄膜。
3：实验设备与材料清单：
使用KrF准分子激光器进行沉积，PANalytical Empyrean衍射仪进行XRD分析，FEI Titan 80-300 STEM进行成像和EELS检测，WITec共聚焦拉曼显微镜，Quantum Design PPMS系统进行电学测量。
4：实验流程与操作规范：
VO2薄膜在550°C和1.2×10-2托氧压条件下沉积；真空退火工艺为450°C和1×10-7托保持2小时。原位XRD测试温度范围-120°C至+120°C，STEM/EELS实现原子级分辨率观测，拉曼光谱分析振动模式，电阻率测量温度区间25°C至110°C。
5：2×10-2托氧压条件下沉积；真空退火工艺为450°C和1×10-7托保持2小时。原位XRD测试温度范围-120°C至+120°C，STEM/EELS实现原子级分辨率观测，拉曼光谱分析振动模式，电阻率测量温度区间25°C至110°C。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：通过XRD图谱解析结构相变，EELS分析元素价态，拉曼光谱拟合V-V键特征峰，电学数据用于计算载流子浓度与迁移率。
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PANalytical Empyrean diffractometer
Empyrean
PANalytical
Used for in-situ X-ray diffraction measurements.
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FEI Titan 80-300 STEM
Titan 80-300
FEI
Used for high-angle annular dark-field imaging and electron energy loss spectroscopy.
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WITec confocal Raman microscope
Alpha 3000 M
WITec
Used for Raman spectroscopy to study vibrational modes.
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Quantum Design PPMS
PPMS
Quantum Design
Used for electrical transport measurements.
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KrF excimer laser
Used for pulsed laser deposition of thin films.
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