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二氧化钒(VO2)是一种相变温度为68℃的可逆金属-绝缘相变材料。相变前后二氧化钒的电学性能和光学性能会突然发生大的改变,且相变时间在10-12s(1ps)以内。这些优秀的特征使得VO2在众多领域都有应用前景,如智能窗口、Mott晶体管和气体传感器等。由于近红外波段上光透过率的大幅变化和较低的相变温度,VO2成为应用于智能窗口方向最有潜力的材料之一。为了实现氧化钒薄膜在智能窗口领域的应用,要求氧化钒薄膜同时满足三个方面的性能要求:(1)较高的可见光透过率;(2)较大的太阳光调制幅度;(3)较低的相变温度。而改善氧化钒薄膜热致特性最简单有效的方法就是掺杂其他元素。本论文为了获得能在智能窗口方面应用的氧化钒薄膜,利用直流磁控溅射法制备了Fe、Mg元素的掺杂薄膜,利用XRD、Raman、XPS、SEM、紫外-可见光谱分析仪等表征分析手段系统地研究了Fe、Mg及两者共掺对氧化钒薄膜的成分、结构、形貌及相变性能的影响,得到的主要结论总结如下:(1)研究了Fe掺杂对玻璃衬底上制备的氧化钒薄膜热致特性及微结构的影响。结果表明:Fe掺杂使得VO2晶格发生扭曲并引入了大量缺陷,从而能有效降低薄膜的相变温度,且在Fe掺杂浓度为9.8 at.%时,下降到最低33.5℃。而且,Fe的掺杂能在维持较大的太阳光调制幅度的情况下,增加薄膜的可见光透过率。(2)为了提升氧化钒薄膜的可见光透过率,研究了Mg元素的掺杂对ITO及玻璃两种衬底上制备的氧化钒薄膜热致特性及微结构的影响。结果表明,对于这两种衬底上制备的氧化钒薄膜,Mg的掺杂都能在有效提高可见光透过率的同时,降低其相变温度。而对ITO及玻璃两种衬底上制备的样品进行对比,发现不同的衬底对氧化钒的结晶状态、相变特性也会有一定程度的影响,主要体现在薄膜的内部组分、表面形态和相变特性这三个方面上。(3)将Fe元素的掺杂含量严格控制在9.2 at.%后再进行Mg元素的掺杂,成功地在玻璃衬底上制备出Fe/Mg共掺的氧化钒薄膜。实验发现:共掺氧化钒薄膜由于Fe、Mg元素的共同作用,相变温度得到了有效地降低,可见光透过率也大幅增加,制备出了热致特性较好的Fe/Mg共掺薄膜。同时,Fe、Mg元素的共掺,不会改变氧化钒薄膜的晶体结构,VO2晶体仍为单斜相。但薄膜的表面形态受掺杂浓度影响较大,掺杂浓度越大,薄膜内部的颗粒尺寸减小、晶界模糊。