在军事领域,氧化钒薄膜可用作激光防护层。利用强能量的激光束攻击敌方的卫星或者其他光学监测设备,导致敌方通讯或者侦查设备失效,在未来将是战争中争取主动权、获得战略优势的重要方法。保护卫星和其他类型的光学观测设备能够在战争中保持正常的运行,提高军用设备中摄像头的抗激光击打能力,是现在军事科技的重要命题.此时就可以利用二氧化钒薄膜的光致相变特性,当强激光照射到二氧化钒薄膜上时,二氧化钒薄膜可以吸收部分光能量从而导致自身温度升高,当温度超过相变点是,二氧化钒薄膜在红外波段和可见光的透射率会下降两个数量级,因此可以有效地组织光能量的通过,保护光学设备。

根据相关资料,日照辐射中98%的能量都集中在近红外波段和可见光范围,而在这个波段中,室温下,二氧化钒薄膜正好具有较高的透射率,在高温区二氧化钒薄膜具有极低的红外和可见光波段的透射率。如果相变点调节至室温附近，当温度在相变点附近变化时，这时而氧化钒薄膜的透射率变化幅度极大，就可以对太阳热辐射起到阻挡作用，导致室温降低。当温度低于相变点时,二氧化钒薄膜的效果就会正好相反,透射红外波段,使室内温度升高。根据二氧化钒薄膜的这个特点，可以将二氧化钒制成用来控制室温的建筑用图层，达到控制室内温度的目的，有利于低碳环保，这就是智能窗的作用了。

1.2.3  氧化钒薄膜在太赫兹领域的应用

太赫兹波(THZ)最早在微波领域被称作亚毫米波，频率范围处在0.1—10THZ,在电磁波频谱上位于微波与红外之间，如图1-2所示。与其他波段相比，太赫兹

图1-1 太赫兹波

波区域一直以来没有受到大家的重视,所以,太赫兹波的产生、传输以及探测等技术,都缺乏有效且方便的技术手段,所以太赫兹波一直没有得到广发应用,所以这个波段曾经被形象的称为“太赫兹空隙”,并被认为是人类的电磁波谱上最后的一块领地。

P.Jepen等人利用THz-TDS对二氧化钒薄膜的热致相变特性进行了研究[8]；天津大学精仪学院研究人员利用THz-TDS研究了氧化钒薄膜的光致相变特性[9]。这一系列有趣的实验和结果除了让人么对材料的性质有了更深入的认识之外,更给太赫兹技术的研究者提供了太赫兹器件研究的新思路.根据实验的结果采用氧化钒薄膜相变材料有望获得超过90%的调制度,而且并不引入过大的太赫兹波插入损耗.另外,氧化钒薄膜还可以用来制作太赫兹光开关器件,由于氧化钒薄膜具有较短光剩载流子寿命和光学非线性,所以有氧化钒薄膜制作的光开关器件响应速度快,插入损耗低,工作带宽较大等优点。

1.3 本论文的研究意义、目的、内容

因为二氧化钒具有优异的相变特性，所以它具有许多潜在的应用价值。二氧化钒的相变温度在68℃左右，在很多时候，人们仍希望其相变温度能降低，但有时又需要将相变温度提高。但到目前为止，人们还没找到一种较好的方法生产出高光透对比度、低相变温度的氧化钒来满足商业应用的需要，因此如何改变二氧化钒相变温度是目前科学家们研究的重点之一。

本文的主要研究内容是氧化钒薄膜相变的理论计算，主要是采用Material studio模拟工具的Castep程序包对二氧化钒薄膜电子结构（能带及态密度）、晶体的光学性质进行了计算，并对已有结果（已在国际、国内刊物上发表过的）对比分析，最后进行总结。

2 二氧化钒薄膜相变机理分析

本章从介绍二氧化钒薄膜相变机理出发,引入Material Studio软件，对该