研究目的
为研究非平衡磁控溅射制备的氧化钒薄膜在智能窗应用中的结构、电学及光学特性,重点分析不同退火温度的影响。
研究成果
采用UBMS法制备的VOx薄膜随着退火温度升高表现出结晶度和电学性能的提升,但因表面粗糙度增加导致光学透过率下降。这些发现对优化智能窗材料具有重要意义,表明较高退火温度虽能提升电学性能却以牺牲光学清晰度为代价,未来工作可探索如何平衡这些特性以实现实际应用。
研究不足
这些薄膜非常薄且无定形,导致X射线衍射峰较弱,在结晶度分析方面可能存在局限性。该研究仅限于特定的退火温度,可能无法涵盖智能窗户应用中优化所需的所有可能条件。
1:实验设计与方法选择:
采用非平衡磁控溅射系统,以金属钒靶和O2反应气体沉积氧化钒薄膜,随后在不同温度下进行热退火以研究其性能。
2:样品选择与数据来源:
使用Eagle玻璃基板(25×25×1 mm),依次用甲醇、丙酮和去离子水超声清洗,氮气吹干。
3:实验设备与材料清单:
非平衡磁控溅射系统、金属钒靶(3英寸,纯度99.9%,LTS公司)、Eagle玻璃基板、Ar和O2气体、N2环境退火炉、FESEM(XL-40aFEG,10 kV)用于厚度测量、AFM(NITECH SPM 400,接触模式Si-DF40探针)用于表面形貌分析、XRD(D8 Advance,布鲁克公司,Cu Kα辐射,λ=1.5418 ?)用于晶体结构分析、紫外-可见-近红外分光光度计(UV-3600,岛津)配合自制样品加热台用于透射率和热致变色测量。
4:9%,LTS公司)、Eagle玻璃基板、Ar和O2气体、N2环境退火炉、FESEM(XL-40aFEG,10 kV)用于厚度测量、AFM(NITECH SPM 400,接触模式Si-DF40探针)用于表面形貌分析、XRD(D8 Advance,布鲁克公司,Cu Kα辐射,λ=5418 ?)用于晶体结构分析、紫外-可见-近红外分光光度计(UV-3600,岛津)配合自制样品加热台用于透射率和热致变色测量。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:清洗后的基板置于距靶材60 mm处。本底真空1.1 mPa,工作压强0.4 Pa(Ar/O2混合气体100/20 sccm),室温下靶材功率密度5 W/cm2。沉积约120 nm厚薄膜后,在N2环境中300°C至500°C退火2小时,退火后测量性能。
5:1 mPa,工作压强4 Pa(Ar/O2混合气体100/20 sccm),室温下靶材功率密度5 W/cm2。沉积约120 nm厚薄膜后,在N2环境中300°C至500°C退火2小时,退火后测量性能。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:通过XRD图谱进行结构分析,AFM和FESEM图像分析表面形貌,透射光谱分析光学性能,方阻、电阻率、载流子浓度和迁移率测量分析电学性能。
独家科研数据包,助您复现前沿成果,加速创新突破
获取完整内容-
XRD
D8 Advance
Bruker Corp.
Used for measuring crystalline structures of thin films.
-
UV-VIS-NIR Spectrophotometer
UV-3600
Shimadzu
Used for measuring transmittance and thermochromic properties.
-
Unbalanced Magnetron Sputtering System
Used for depositing vanadium oxide thin films.
-
FESEM
XL-40aFEG
Used for measuring film thickness and investigating surface morphologies.
-
AFM
SPM 400
NITECH
Used for investigating surface morphologies in contact mode.
-
Vanadium Metal Target
3 inches
LTS Inc.
Used as the sputtering target for depositing vanadium oxide films.
-
Eagle Glass
25 × 25 × 1 mm
Used as substrates for film deposition.
-
登录查看剩余5件设备及参数对照表
查看全部