1。3 VO2纳米晶体结构及其特性

据目前了解到VO2具有多种晶体结构，主要有四种，它们分别是VO2(R)，它是金红石型结构,这种金红石型结构稳存在于68℃～1540℃范围内，具有良好的金属特性； VO2（M）具有单斜结构，这种结构亦可以认为是在金红石型结构基础上发生轻微扭曲形成的；VO2(A)具有四方晶结构；VO2(B)则具有单斜结构，并且这种结构非常接近V6O13的结构。由VO2（M）单斜结构向VO2(R)金红石型结构转变是可逆的，而在VO2(A)四方结构或VO2(B)单斜型结构向VO2(R) 金红石型结构的转变则是不可逆的。VO2(R)金红石型结构的主要应用意义是在于它在68℃的相转变温度下存在着可逆的固态相转变。

VO2由绝缘态到金属相的转变发生晶体结构和性能的变化（V蓝色；O红色），在较低的温度下（左图），电子在单斜晶体结构的原子键合内发生了束缚，表明材料为绝缘态。当温度高于68℃时，会发生大幅度的、非线性晶格震动（声子），结果导致出现具有自由电子的四方相（黄色），表明材料具有了金属特性。

 VO2纳米晶相变前后的晶体结构示意图

1。4氧化钒纳米材料的制备

1。4。1一维氧化钒纳米材料

一维纳米材料体系在纳米器件的制作上和介观物理方面有着独特的应用和潜力，如研究考察电学输运、热传导及机械特性的变化与维度和尺寸的关系，作为纳米科技中的光电器件、光电子及传感器的基本功能单元，一维纳米材料可以作为重要的链接功能。氧化钒一维材料常见的制备合成方法主要分为液相水热法、化学（物理）气相沉积技术、高压静电纺丝法及软硬模板法等[6]。

1）水热法

水热法是通过将一定量的药品或者前驱体溶液在一定条件的处理后移到反应釜中，将反应釜严格密封处理，然后在设置一定反应条件下的烘箱中进行反应，最后得到反应所需的样品。纳米体系材料的制备合成越来越多的使用水热溶剂热法，这一制备方法已经常规化，成为制备纳米材料的主要方法之一。此方法过程简单，无需太多的步骤。缺点就是反应的条件对实验影响较大。比如：反应的温度、时间，酸碱度等对样品的结构形貌控制起着非常重要的影响。所以还需多次反应得到最适的反应条件。

2）化学气相沉积技术(CVD)

化学气相沉积技术是利用含有一种或者多种薄膜元素的单质或者化合物在衬底基片上进行化学反应，最后生成薄膜的方法。化学气象沉积技术已经广泛的应用于半导体工业中，可以用来沉积多种材料。比如：金属材料、合金材料和大多绝缘材料。在高温或者中温条件下，在一个反应室内导入两种或者多种的气态原材料进行化学反应，最后形成一种新的材料沉积在基片上。在目前，这种技术已经成为制备低维纳米线的重要方法之一。

3）高压静电纺丝

微米量级高分子纤维的制作通常用高压静电纺丝的方法来完成，我们把高压加在针头和纤维接收器的中间，针头和注射器共同组成为纺丝配件，当熔体带上电后，经过电场分流，熔体冷却固化来完成纤维状的形貌，这就是是高压静电纺丝的主要原理。这种方法简捷高效，可以用这种方法可以合成各种纤维材料。这种方法比较适合用来合成钒氧化合物，因为钒氧化合物溶胶粘度适中，且制作较为简单。

4）软硬模板法

 模板法作为制备一维纳米阵列材料的方法，主要分为硬模板法和软模板法。制备纳米结构材料时常用的硬模板是聚碳酸醋薄膜和多孔氧化铝，其中在除去多孔氧化铝模板时需要使用到酸和碱溶液，会导致钒氧化合物纳米材料被酸或者碱溶解，故此采用模板法制备钒氧化合物一维有序阵列时通常使用PC薄膜为模板。