研究目的
为研究无快门红外图像传感器中TiO2-x和Nb:TiO2-x薄膜的热稳定性，重点考察氧气氛退火对提升热稳定性及减少氧空位的影响。
研究成果
氧气氛围退火通过减少氧空位并增强结构特性，提高了TiO2-x和Nb:TiO2-x薄膜的热稳定性，其中退火的TNO样品在无快门红外图像传感器中展现出最佳性能，表明其具有实际应用潜力。
研究不足
该研究仅限于特定退火条件（450°C、5升/分钟氧气流量、25分钟）和薄膜组分（TiO2-x及1原子%铌掺杂），未探索其他掺杂水平或退火参数。应用聚焦于红外图像传感器，实际器件中的可扩展性或长期稳定性可能需要进一步研究。
1：实验设计与方法选择：
研究通过射频反应磁控溅射沉积TiO2-x和掺铌TiO2-x薄膜，随后在氧气氛围中进行高温退火以提升热稳定性并减少氧空位，分析其结构、电学及测辐射热特性。
2：样本选择与数据来源：
样本为沉积在SiO2/Si衬底上的纯TiO2-x和1原子%铌掺杂TiO2-x薄膜，数据采集自制备的测试器件。
3：实验设备与材料清单：
射频磁控溅射系统、纯钛及铌掺杂钛靶材、用于退火的马弗炉、紫外光刻设备、X射线光电子能谱仪（Thermo VG Scientific Kα型）、X射线衍射仪（Rigaku D/MAX-2500）、HP-4156A半导体参数分析仪、低噪声电流前置放大器（斯坦福研究系统SR570型）、双通道网络信号分析仪（斯坦福研究系统SR780型）、EC-1200可编程数显加热板、TEC控制器。
4：0）、HP-4156A半导体参数分析仪、低噪声电流前置放大器（斯坦福研究系统SR570型）、双通道网络信号分析仪（斯坦福研究系统SR780型）、EC-1200可编程数显加热板、TEC控制器。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：采用特定参数（如氧流量、沉积时间）沉积薄膜，在450°C氧气氛围中退火，通过紫外光刻制备测试器件，利用XPS、XRD、I-V测试、噪声测量及75°C/100°C热稳定性测试进行表征。
5：数据分析方法：
通过线性拟合计算TCR，采用频谱分析处理噪声数据，对比电阻随时间变化评估热稳定性。
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X-ray diffraction
D/MAX-2500
Rigaku
Structural properties measurement
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Low-noise current preamplifier
SR570
Stanford Research System
1/f noise parameter measurement
-
Two-channel network signal analyzer
SR780
Stanford Research System
Noise measurement
-
X-ray photoelectron spectroscopic
Kα
Thermo VG Scientific
Elemental analysis of the samples
-
Semiconductor parameter analyzer
HP-4156A
HP
I-V measurements for TCR estimation
-
Programmable digital display hot-plate
EC-1200
Thermal stability testing at exposing temperatures
-
TEC controller
Maintaining sample temperature at 25°C during measurements
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