一种含有V₆O₁₃晶体的非晶氧化钒薄膜材料和制备方法

摘要

本发明提供了一种含有V₆O₁₃晶体的非晶氧化钒薄膜材料和制备方法，所述方法包括：制备清洁干燥的硅片；溅射过程以金属钒靶为靶材，以清洁干燥的硅片为衬底，以氩气为溅射气体，以氧气为反应气体，共同通入磁控溅射腔室内，在所述硅片基底上沉积非晶体钒氧化物薄膜；将制备的所述非晶体钒氧化物薄膜放入真空退火炉中，进行热处理，热处理后得到所述含有V₆O₁₃晶体的非晶氧化钒薄膜。依据本发明的制备方法可以大面积生产含有V₆O₁₃晶体的非晶氧化钒薄膜材料，制备的所述薄膜材料的表面平整致密、材料的颗粒比较均匀。同时，生成的所述薄膜材料电阻适中，电阻随温度变化敏感，电阻温度系数大于2％/K，且在升降温过程中电阻变化稳定，可用于制造微测辐射热计。

主权项

一种含有V₆O₁₃晶体的非晶氧化钒薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：清洁干燥的硅片的制备：将硅片依次在纯度为99.99％的浓盐酸、丙酮、无水乙醇和去离子水中依次超声清洗20～30min，除去所述硅基片表面的杂质，然后对清洗后的所述硅基片进行烘干备用；非晶体钒氧化物薄膜的磁控溅射制备：溅射过程以金属钒靶为靶材，以清洁干燥的硅片为衬底，以氩气为溅射气体，以氧气为反应气体，共同通入磁控溅射腔室内，在所述硅片基底上沉积非晶体钒氧化物薄膜；所述溅射过程的具体参数如下：把清洁干燥的硅片置于磁控溅射真空室中，将磁控溅射真空室抽真空至0.5×10^‑5Pa～9×10^‑4Pa，通入的所述氩气的气体流量为38sccm～55sccm，所述氧气的气体流量为0.7sccm～1.4sccm，通入所述氩气和所述氧气后调节所述磁控溅射真空室的真空度为0.3Pa～2.5Pa，所述溅射过程中所述衬底的温度为25℃～350℃，溅射的功率为50W～100W，在制备所述非晶体钒氧化物薄膜前，采用相同的溅射条件预溅射所述靶材5～20min，以去除所述靶材表面的杂质，再经过3～20min溅射得到非晶体钒氧化物薄膜；含有V₆O₁₃晶体的非晶氧化钒薄膜的热处理制备：将制备的所述非晶体钒氧化物薄膜放入快速退火炉中进行热处理，热处理过程中的具体参数如下：热处理过程的真空度为500Pa～5000Pa，升温速度为60℃/s～100℃/s，温度升高至450℃～520℃，保温时间为400s～800s，在5s～10s内降低所述退火炉内的温度至350℃～400℃，保温时间为200s，然后在10s～20s内将所述退火炉内的温度降低至25℃，得到所述含有V₆O₁₃晶体的非晶氧化钒薄膜。