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MIT对外延VO?薄膜太赫兹透射率的影响
摘要： 太赫兹技术（通信、成像、光谱学等）的发展需要设计能在太赫兹频段实现高速辐射调制的材料。这类应用中，具有金属-绝缘体转变（MIT）特性的氧化物薄膜因其临界点前后光学透过率存在显著差异而备受关注。在众多具备MIT特性的氧化物材料中，二氧化钒因相变温度最接近室温（块体样品为68°C）而尤为突出——其MIT过程以创纪录的转变速度（<1皮秒）和大幅值（单晶电导率变化达10^5倍）为特征。研究表明，二氧化钒的MIT转变伴随一级相变过程：晶体结构从具有半导体特性的单斜晶系（类MoO2型）转变为具有金属导电性的四方晶系（金红石型）。该电子转变可由温度、电场或激光辐射触发。这些独特性质使二氧化钒成为太赫兹波段光电器件（开关、调制器、透镜等）的关键材料，可通过热作用、电压或激光脉冲实现调控。
关键词： 二氧化钒、外延薄膜、金属-绝缘体转变、太赫兹透射率、太赫兹技术
更新于2025-09-09 09:28:46
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[IEEE 2018年第48届欧洲微波会议（EuMC）- 西班牙马德里（2018年9月23日至27日）] 2018年第48届欧洲微波会议（EuMC）- 基于VO?墨水的全印刷开关用于可重构射频组件
摘要： 近期，二氧化钒（VO?）作为一种可用于可重构或可切换射频元件的相变材料崭露头角。但目前VO?需通过昂贵且复杂的薄膜微加工技术沉积。随着低成本增材制造或打印元件的兴起，打印相变材料或开关也将具有优势。问题在于市场上尚无此类功能性墨水。本研究首次推出基于VO?的墨水，其导电性随温度变化——室温下呈绝缘特性（关态电阻约5千欧），加热至70℃左右则变为导通状态（开态电阻约10欧）。基于该VO?墨水及定制银-有机复合物（SOC）墨水，我们成功制备出全打印热控射频开关。在共面波导并联结构中，该全打印开关在100MHz至30GHz频段内可实现超过15分贝的隔离度（关态）和0.5-2分贝的插入损耗（开态）。为展示应用价值，本研究还制备了全打印频率可重构平面倒F天线（PIFA）。
关键词： 二氧化钒，共面波导传输线，射频开关，相变，印刷，可重构性
更新于2025-09-04 15:30:14
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利用二阶干涉显著提升ZrO2/V1-W O2/ZrO2热致变色涂层的性能
摘要： 该论文研究了通过反应磁控溅射法制备的VO2基热致变色涂层。我们结合四种方法提升涂层性能并拓展其应用潜力：首先，采用脉冲氧流量控制的高功率脉冲磁控溅射技术，在极具工业适用性的沉积条件下（无需基底偏压、仅330°C低温）制备出化学计量比准确的晶态VO2；其次，通过钨掺杂（本文中V1-xWxO2的x=0.012）将热致变色转变温度降至室温附近（本文为39°C），且未牺牲涂层性能；第三，我们在热致变色V1-xWxO2层上下均设置ZrO2减反射层，提出优化的ZrO2/V1-xWxO2/ZrO2复合涂层结构。关键发现是：虽然利用ZrO2的一阶干涉需在可见光透过率(Tlum)与太阳能调制率(ΔTsol)间权衡，但二阶干涉可同步优化两者；第四，底层ZrO2的晶体结构进一步改善了VO2结晶度及工艺重复性，其实验最优厚度值与设计预测完全吻合。这些成果对智能窗用高性能耐久VO2基热致变色涂层的低温制备与设计具有重要价值。
关键词： 热致变色涂层、低沉积温度、减反射层、高功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）、掺杂、二氧化钒（VO2）
更新于2025-09-04 15:30:14
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二氧化钒新亚稳相中的压力诱导可逆相变
摘要： 基于X射线衍射（XRD）、拉曼和红外光谱研究，我们发现新型亚稳相VO2(Mx')具有可逆压力诱导的结构转变与金属化特性，并在相对低温下能热驱动转变为单斜相VO2(M1)。研究表明该亚稳相VO2(Mx')在压缩过程中会经历VO2(Mx')-(12 GPa)VO2(Mx'')-(30-80 GPa)VO2(X)的系列结构转变，这与其它亚稳相VO2(A)和VO2(B)观察到的压力诱导非晶化现象明显不同。红外数据进一步证实VO2(Mx'')相在约40 GPa时发生压力诱导金属化（PIM），这主要与电子-电子关联作用相关。深入分析表明：所有样品最终都转变为与稳定M1相相同的高压VO2(X)相，这可能源于其中间高压相VO2(Mx'')和VO2(M1')中的VO6八面体及其间隙空间在压力作用下遵循相似的演变规律。这些发现为理解过渡金属氧化物稳态与亚稳态相在压力下的结构转变差异及物理性质变化提供了新见解。
关键词： 电子-电子关联，二氧化钒，金属化，压力诱导的结构转变，亚稳相
更新于2025-09-04 15:30:14
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采用SiO2球体图案化的双层VO2薄膜，具有改善的智能窗热致变色性能
摘要： 采用二氧化硅球模板法制备了双层二氧化钒（VO?）薄膜，该结构在显著提升热致变色智能窗可见光透射率（Tlum）的同时，未严重牺牲其太阳能调制能力（ΔTsol）。首先在自组装二氧化硅球基底上沉积第一层钒薄膜，随后通过超声振荡去除二氧化硅球，形成具有规则孔隙的有序穿孔钒薄膜；接着在第二层穿孔钒薄膜上沉积第二层钒薄膜，最终形成半穿孔双层钒薄膜并快速热退火，制得半穿孔双层VO?薄膜。与连续VO?薄膜（Tlum 8.8%，ΔTsol 5.9%）相比，这种具有规则排列凹坑结构的半穿孔双层VO?薄膜可见光透射率提升至42.6%，而太阳能调制能力仅轻微衰减至5.5%。连续VO?薄膜与优化后的半穿孔双层VO?薄膜相变温度分别为58°C和52°C，远低于块体VO?的68°C。该结构对未来基于VO?的智能窗实际应用具有重要价值。
关键词： 透光率、热致变色、太阳能调制能力、二氧化钒、智能窗
更新于2025-09-04 15:30:14