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光照射对二氧化钒金属-绝缘体转变的影响
摘要： 我们报道了VO2薄膜器件在光辐照下出现大幅转变温度（TC）降低的现象。当405纳米波长光照强度（PIntensity）增加时，VO2器件的TC以每平方厘米(3.2±0.3)×10?2瓦的速率下降，在PIntensity达到8.4×102瓦/平方厘米时最低降至40.0±0.5°C。当PIntensity低于3.6×102瓦/平方厘米时，TC变化主要源于光热效应；而当PIntensity超过6.4×102瓦/平方厘米时，光热效应与光生载流子密度效应共同导致TC变化。
关键词： 金属-绝缘体转变、二氧化钒、光热效应、光生载流子密度、光照
更新于2025-09-23 15:21:21
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用于节能玻璃的基于热致变色氧化物的薄膜和纳米颗粒复合材料
摘要： 当今材料科学与技术的进步能够打造出能效更高、室内环境更优的建筑。特别需要关注窗户和玻璃幕墙（统称"玻璃透光材料"）——当前实践往往导致因能量过度流入或流出而产生巨大能耗，这些能量失衡又需通过高耗能的制冷或制热来平衡。本文综述了热致变色材料的最新进展，即光学特性随温度显著变化的材质。我们重点讨论可镀于玻璃表面的氧化物基薄膜涂层（薄膜）与纳米粒子复合材料，这类材料能在保持可见光性能基本不变的前提下调控太阳能通量。另一种实施方案是采用含热致变色（TC）纳米粒子的层压材料。这些薄膜与纳米复合材料以二氧化钒（VO?）为核心，在接近室温的狭窄温域内其特性会发生改变：高温时反射或吸收红外线，低温时则反射/吸收率大幅降低。综述聚焦这些薄膜与纳米复合材料的最新技术水平，尤其关注全球实验室的最新研究成果。具体而言，首先通过探讨环境挑战及其与TC玻璃的关系展开背景铺垫；随后阐述VO?的关键特性（包括薄膜形态与纳米粒子形态）；接着分析这些薄膜与粒子的制造前景。我们指出纯VO?的性能可能不完全满足建筑需求，并详述如何通过添加剂、减反射层、纳米结构化及?；ば愿膊憷刺嵘阅苡肽途眯?，从而使TC玻璃在建筑应用中极具价值。最后简要介绍TC光散射领域的最新进展并总结结论。
关键词： 热致变色、二氧化钒、薄膜、节能玻璃、涂层、溅射沉积、纳米粒子
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于二氧化钒相变与铝孔阵列的动态可调谐完美吸收
摘要： 将等离激元纳米结构与功能材料集成可进一步调控光学共振响应。本文提出一种由铝（Al）环阵列与二氧化钒（VO2）圆盘交替排列构成的完美吸波器（PA）。该吸波器的吸收峰共振波长可在可见光（Vis）和近红外（NIR）波段实现大范围调控：当VO2发生金属相（m-VO2）到绝缘相（i-VO2）的结构转变时，吸收峰从770 nm迁移至1336 nm，产生73.5%的相对波长偏移。此外，吸收峰强度显著依赖于环盘高度、半径及晶格周期。本研究表明，所设计的VO2基吸波器有望解决动态可调谐共振、宽入射角高吸收率（近100%）以及弱偏振依赖性等关键技术难题。
关键词： 二氧化钒（VO2）、可见光与近红外光谱、相变材料、完美吸收
更新于2025-09-23 15:21:01
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VO?中的等结构金属-绝缘体转变
摘要： 强关联材料中的金属-绝缘体转变通常与对称性破缺的结构相变耦合。这种耦合不仅增加了理解该现象基本机制的难度，也限制了未来电子器件的速度和耐久性。我们在范德瓦尔斯氧化物这一典型强关联材料的外延异质结构中，展示了一种同构、纯电子驱动的金属-绝缘体转变。通过薄膜合成、结构与电学表征以及理论建模的综合研究揭示：界面相互作用在不改变晶体结构的前提下抑制了该关联绝缘体中的电子关联效应。这种相互作用稳定了非平衡金属相，从而实现了同构金属-绝缘体转变。该发现将为强关联材料的相变研究提供新见解，并有助于器件功能的设计。
关键词： 电子相变、二氧化钒、金属-绝缘体转变、关联材料、异质结构
更新于2025-09-23 15:21:01
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集成二氧化钒的手性编码超表面用于太赫兹波的热光调制
摘要： 在电磁学领域，实现偏振转换与波前控制的同步存在诸多限制?；谂瞬槔啬赡?贝里（PeB）相位的手征编码超表面能有效缓解这些限制，并展现出对太赫兹辐射场的强控制能力。本文通过理论分析和仿真结果验证了手征原理，其圆二色性DR（手征效应）达到0.8。结合二氧化钒（VO2）的手征特性与热光效应，我们提出三种可切换超表面，用于太赫兹波束的定量分裂与高效聚焦（低效发散）。圆偏振（CP）和线偏振（LP）笔形波束的振幅切换效率均高于0.85。在线偏振波激励下，前两种手征超表面分别产生一个和两个温度可切换的反射右旋圆偏振（RCP）笔形波束；第三种手征超表面对RCP波实现高效聚焦，对左旋圆偏振（LCP）波则产生低效发散。该研究为更灵活地调制CP和LP波提供了新方法，并推动了太赫兹编码超表面在通信领域的应用。
关键词： 潘查拉特南-贝里（PeB）相位、二氧化钒、热光效应、手性编码超表面
更新于2025-09-23 15:19:57
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混合维范德华异质结光电探测器
摘要： 范德瓦尔斯（vdW）异质结构将二维（2D）材料与多种功能材料集成，为具有独特柔性和高性能的下一代光电子学提供了独特平台。然而，迄今为止，探索与强关联电子材料结合的vdW异质结构仍较为罕见。本文发现了一种基于GaSe/VO?混合维度vdW异质结构的新型温度敏感光电探测器。与以往器件相比，我们的光电探测器表现出显著增强的性能，在405 nm激光下外量子效率高达109.6%，最高响应度达到358.1 mA·W?1。有趣的是，我们发现该异质结构通过VO?与GaSe的相互作用克服了单一材料的局限性，其中光响应对温度高度敏感，并可在临界值处进一步关闭。研究表明，控制异质界面特殊能带结构演变的VO?金属-绝缘体相变能够调控光响应变化。本研究阐明了利用强关联电子材料操控二维材料的方法，为开发高性能和特殊光电子应用铺平了道路。
关键词： 硒化镓铟、二氧化钒、麻省理工学院控制的光响应、混合维度范德华异质结构、能带工程
更新于2025-09-23 15:19:57
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中子辐照对RPLD法制备VO2薄膜结构、电学及光学性能演变的影响
摘要： 本研究报道了不同中子注量对VO2薄膜性能的影响。辐照实验在阿尔及尔NUR研究堆进行，温度约40°C，快中子注量（En > 1 MeV）最高达1.9 × 1018 n·cm?2。通过结构、光学和电学测量研究了辐照诱导缺陷。体敏感表征技术（拉曼光谱和掠入射角X射线衍射GIXRD分析）显示中子辐照未引发结构转变，但整个薄膜产生了应变诱导缺陷；而表面敏感技术（X射线光电子能谱XPS和功函数测量）表明室温载流子（电子）浓度在辐照后降低。这可能是由于快中子辐照主要形成弗伦克尔缺陷对，在VO2薄膜中引发了膨胀和色心形成但未导致非晶化。辐照后薄膜室温电阻率的升高进一步证实了该现象。温敏电学与光学透射测量确认VO2薄膜的特征半导体-金属相变在辐照后得以保留。因此我们得出结论：VO2是小型卫星热防护与热管理的优异候选材料。
关键词： 智能散热器设备，二氧化钒，中子辐照，相变，脉冲激光沉积
更新于2025-09-23 22:24:03
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利用二氧化钒金属-绝缘体相变的可调谐光学天线
摘要： 我们研究了利用二氧化钒（VO2）的绝缘体-金属相变来调控并光学控制可见光近红外区域偶极纳米天线共振的可能性。通过对比完全由VO2构成的天线与先前研究成果，重点揭示了基底材料在实现动态调控中的关键作用。同时提出了一种由VO2负载的金偶极天线高效构型，并给出了利用相变优化调控纳米器件的一般性指导原则。
关键词： 相变材料、纳米天线、等离子体激元学、二氧化钒
更新于2025-09-24 00:21:30
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预屈曲二氧化钒微机电谐振器的双向频率调谐界面应力
摘要： 结构材料与薄膜涂层之间的界面应力对微机电系统（MEMS）谐振器的谐振频率具有重要影响。本研究通过VO?薄膜涂层的固-固相变来控制不同类型屈曲桥式MEMS谐振器结构的轴向应力。这些器件尺寸相同，但由于过蚀刻与残余热应力失配的共同作用，其屈曲方向和形貌各异。采用热激励方式调节器件谐振频率时发现，频率变化与器件屈曲类型相关：通过集成加热器施加电流或均匀基底加热实现热激励时，基底加热呈现双向调谐特性，而焦耳加热则表现为频率单调变化。该现象可归因于边界条件的转变——屈曲幅度的显著突变标志着转变临界点。此外，具有相反屈曲方向的器件表现出不同的调谐行为，这可通过梁应力界面改性所诱导的不同弯矩差异进行解释。
关键词： 微机电系统谐振器、界面应力、屈曲、二氧化钒、谐振频率调谐
更新于2025-09-19 17:13:59
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[2019年IEEE欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 相变材料界面的硅光子学
摘要： 相变材料（PCMs）能够调控光的相位[1]、偏振[2]、振幅及颜色[3]。二氧化钒（VO2）、GeSbTe和AgInSbTe等材料可通过折射率变化来改变光特性。虽然现有研究多聚焦于光从低折射率介质（如空气）入射相变材料的情况，但涉及全内反射时存在更多可能性。本文研究了光在致密介质中传播并与相变层相互作用的现象，特别关注含硅界面。这种在硅界面调控光的可能性对硅光子学应用具有重要研究价值。
关键词： 硅光子学、全内反射、二氧化钒、相变材料、偏振
更新于2025-09-16 10:30:52