[發明專利]應用于THz調制的極窄熱滯回線氧化釩薄膜的制備方法

在審

• 申請號: 202010883487.8
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112011775A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 吳志明;徐雯;向梓豪;白宇昕;石沅林;陳鵬宇
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/08;C23C14/58
• 代理公司: 北京卓唐知識產權代理有限公司 11541
• 代理人: 崔金

本發明公開了一種應用于THz調制的極窄熱滯回線氧化釩薄膜的制備方法，包括以下步驟：(1)以附有金屬鉭片的金屬釩靶為復合靶材，采用直流反應磁控濺射對基片進行濺射，制備摻鉭氧化釩薄膜；(2)將摻鉭氧化釩薄膜在富氧氣氛下進行高溫退火處理得應用于THz調制的極窄熱滯回線氧化釩薄膜；本發明的有益效果為：本發明所述一種應用于THz調制的極窄熱滯回線氧化釩薄膜的制備方法所得氧化釩薄膜用高純金屬釩靶以及高純金屬鉭片貼片摻雜的方式制備，工藝簡單；所得氧化釩薄膜具有極窄回線寬度，有效降低了氧化釩薄膜的相變溫度，且通過鉭元素摻雜可以較好地保持氧化釩薄膜在THz波段的調制幅度。

技術領域

本發明屬于電子材料技術領域，具體涉及一種應用于THz調制的極窄熱滯回線氧化釩薄膜的制備方法。

背景技術

太赫茲波(THz)波是指頻率介于0.1～10THz的亞毫米電磁波，其介于微波和紅外之間，兼具毫米波和紅外光波的特征，具有瞬態性、寬帶性、相干性、低能性、強穿透性和易被極性分子吸收等獨特性能。THz波段因其獨特性能，在通信(寬帶通信)、雷達、電磁武器、天文學、醫學成像(無標記的基因檢查、細胞水平的成像)、工業無損檢測、安全檢查(生化物的檢查)、環境檢測、化學分析和軍事等領域具有重大的科學價值和廣闊的應用前景。由于現代社會對無線通信的需求越來越迫切，要實現太赫茲高速、寬帶通信，最為關鍵的器件是太赫茲調制器件。

自1959年F.J.Morin發現二氧化釩(VO₂)在溫度達到68℃左右時可以發生從低溫半導體相到高溫金屬相的轉變，VO₂便成為VO_x相變家族中最受關注的材料。在相變前后，VO₂的晶體結構從半導體的單斜晶系也相應轉變為金屬態的金紅石四方晶系；其前后電阻率變化高達四個數量級；同時，在紅外和太赫茲波段的透過率上也有著優越的光學開關特性。這些優異的特性，使得VO₂能夠在例如智能窗、信息存儲、光調制器、激光防護、光存儲，光調制等領域有著廣泛的應用前景。其中，氧化釩薄膜在低溫時為半導體相，使得THz波可以良好地透過；在高溫時轉變為金屬相，THz波被薄膜反射，透過率較低，因而氧化釩薄膜成為可應用于THz波調制的熱門材料。

由于二氧化釩的相變過程是一種可逆過程，這種相變在溫度升高和溫度降低的過程中表現出弛豫現象，即二氧化釩薄膜的升溫相變溫度和降溫相變溫度不同，其差值即為熱滯回線寬度。熱滯回線寬度的存在使得對于基于二氧化釩相變的設備對于溫度等激勵信號的響應遲滯，對其實際應用產生了極大的不利影響，因此降低二氧化釩薄膜的熱滯回線寬度，對于改善二氧化釩溫控薄膜的智能調節作用，提高對激勵信號響應的靈敏度，以及提高光儲能設備的存儲效率等方面具有十分重要的意義。