我国在二氧化钒的制备,测试方面的工作起步还是比较晚的,而且研究水平偏低,只能沿着国外科研人员的研究足迹在很多方面进行努力和探索,到目前阶段,仍存在许多需要改进的地方,例如,在薄膜的制备、测试方法以及工业实用化等方面。目前国内集中在两个主要方面对二氧化钒薄膜进行了研究:第一方面、作为微测辐射热计的热敏感材料应用在非制冷红外探测器,制备的氧化钒薄膜应具有适当电阻率、高TCR;第二个方面,制备的氧化钒薄膜具有相变特性,且具有相变温度低、相变幅度较高和热滞宽度小等特点,此类氧化钒的主要用途是在激光防护设备、智能窗图层和快速光电开关器件等领域。论文网

1.2 氧化钒薄膜的应用领域

虽然人们在一些原理上对氧化钒薄膜材料的研究还存在疑问,但是人们还是广泛认可了其相变性质的优越性。在不断进步的技术手段驱使下,美国等发达国家已在同新、军事、环保等非常多的领域应用到了氧化钒材料,并且显示出其卓越的商业价值和巨大的应用潜力。其中,氧化钒材料借助薄膜的形式、很大程度上拓展了自身的应用领域、在光学、电子学等方面将其与MEMS技术、半导体工艺技术相结合,开辟了很多全新的应用领域。

1.2.1非制冷红外探测器

红外探测器的定义为,可以将红外辐射量转变成电参量的变换装置。红外探测是根据红外辐射的热电效应或光电效应进行探测的一类重要的器件,也是红外热成像系统中的核心部件。

20世纪90年代,随着技术的突破,人们在非制冷红外探测器在焦平面列阵技术上取得了巨大的飞跃。经过多年的发展,有第一代的有限单元红外探测器迅速发展到第二代的红外焦平面列阵成像技术。因为氧化钒薄膜红外敏感单元能够与硅集成电路结合,制作焦平面阵列探测,并应用在微测辐射热计中,由此获得应用于非制冷红外焦平面阵列技术的VOx微测辐射热计单元。其中,薄膜制备技术、微加工技术和集成电路工艺,在该技术中完美地结合,不仅实现了器件单片集成,同时摆脱了制冷带来的麻烦,因此,它是红外探测技术在未来的重要发展方向。

1.2.2 光开关及光存储

     光开关器件是光通信技术领域中应用非常广泛的一种器件,光开关、光交换技术在光纤通信、纤维光学测试技术、光传感技术、光网络传输与监控等领域具有重要而广泛的应用。近年来全光网络技术的发展对新型光开关器件的研制提出了更高的要求:消光比大、插入损耗小、开关速度快、工作寿命长、功耗低、结构微型化、易于集成和价格低廉等。

利用二氧化钒的超快相变特性,应用于全光开关器件具有消光比高、开关速度快、插入损耗低、偏振敏感性低、制作工艺与微电子工艺兼容、体积微小易于集成、可以组成光开关阵列等优点,在未来全光网络多路交换、光调制、波长转换等方面具有重要应用前景。

二氧化钒薄膜材料的另一个重要应用是可用作光存储器。在20世纪70年代,对于二氧化钒光存储器的研究是基于其热致相变的原理实现的,由于加热引起的温度变化较为缓慢,因此,这种光存储器具有较慢的写入速度,因此,在80年达后相关研究逐渐变少.但是在2006年,科学家们的发现引起了人们的zhuyi,光致相变原理完全不同于热致相变。二氧化钒薄膜与常见的光记录介质材料相比,具有非常快的光致相变速度。当二氧化钒薄膜在飞秒泵浦光(130fs)的激励下,能达到的最快相变速度接近100fs。所以,以二氧化钒薄膜作为记录介质材料所做成的光存储器可以实现超快的写入速度,并且远远快于目前主流的光存储器,所以,具有很好的市场前景。文献综述

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