应力对蓝宝石衬底上生长二氧化钒薄膜结构和光电性能的调控

摘要： 利用脉冲激光沉积技术在蓝宝石衬底上生长不同厚度的VO2薄膜, 对薄膜的结构、表面形貌和光电性能进行研究。结果表明: 所沉积的VO2薄膜为具有单晶性能、表面平整的单斜晶相的VO2薄膜, 相变前后, 方块电阻的变化可达到3~4个数量级, 在波长为2500 nm的透过率变化最高可达56%, 优化的可视透过率(Tlum)和太阳能调节率( ？Tsol )为43.2%和8.7%。薄膜受到的应力对VO2薄膜有重要影响, 可以通过调节薄膜的厚度对VO2薄膜光电性能实现调控。当VO2薄膜厚度较小时, 薄膜受到拉应力, 拉应力能使相变温度显著降低, 金属-绝缘体转变性能(MIT)不但与载流子浓度的变化相关, 而且还受载流子迁移率变化的影响;当VO2薄膜厚度较大时, 薄膜受到压应力, VO2薄膜的相变温度接近块体VO2的相变温度, MIT转变主要来自于载流子浓度在相变前后的变化, 其载流子迁移率几乎不变。