试述磁控溅射二氧化钒薄膜制备及其在太赫兹器件中运用学年

论文导读：二氧化钒薄膜论文相变论文电磁超材料论文太赫兹论文器件论文本论文由www.7ctime.com,需要论文可以联系人员哦。摘要4-5ABSTRACT5-9第一章绪论9-141.1引言91.2二氧化钒特性及其探讨近况9-121.3太赫兹的特性及运用12-131.4课题来源及论文内容13-1
摘要：二氧化钒(V02)薄膜在68℃附近会由单斜结构的半导体态相变为四方结构的金属态,同时伴随着电阻率、磁导率、光透射率和反射率的巨大突变。这种电磁性能的突变在微波和光学领域已经得到广泛的运用。最近,VO2薄膜在太赫兹频段的运用受到关注。太赫兹是介于微波与红外波段之间的一段特殊的电磁波谱,被国际上誉为下一代信息产业的科学技术基础,其独特的优越性已普遍被人认识。推动THz技术的实际运用,需要提供很好的THz功能器件。然而,跟微波和光波段不同,自然物质对太赫兹波缺乏有效响应,已有电子器件和光学器件均无法实现太赫兹的有效传输和制约。太赫兹材料和器件的研制已成为太赫兹领域亟待解决的关键不足之一。本论文正是在此背景下,提出将相变材料与人工电磁结构相结合,设计和研制实用化的太赫兹关键功能器件。本论文首先采取射频反应磁控溅射技术制备高品质的二氧化钒薄膜。利用四探针电阻测试仪、X-射线衍射浅析仪、原子力显微镜对二氧化钒薄膜的各种特性做了细致的浅析。讨论了磁控溅射历程中氧分压、溅射温度及溅射功率对薄膜质量和性能的影响,获得最佳制备工艺,制备出电导率变化达到3-4个数量级的高质量V02薄膜。电磁超材料(Metamaterial)是指一类具有天然材料所不具备的超常电磁性质的人工复合结构或复合材料。本论文通过将二氧化钒薄膜与人工电磁材料相结合设计可调谐的太赫兹功能器件。通过软件仿真设计出太赫兹吸收器和调制器结构,之后利用磁控溅射技术及光刻技术制备出具体器件。利用太赫兹时域光谱测试了器件性能,其中太赫兹吸收器实现了吸收幅度在40%-80%之间可调,而太赫兹调制器的调制幅度则达到70%以上。本论文的探讨显示了VO2相变材料在太赫兹功能器件运用上的巨大潜力。关键词：磁控溅射论文二氧化钒薄膜论文相变论文电磁超材料论文太赫兹论文器件论文
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ABSTRACT5-9
第一章 绪论9-14

1.1 引言9

1.2 二氧化钒特性及其探讨近况9-12

1.3 太赫兹的特性及运用12-13

1.4 课题来源及论文内容13-14

1.4.1 课题来源13

1.4.2 论文内容13-14

第二章 二氧化钒薄膜制备及浅析策略14-25

2.1 二氧化钒薄膜的制备策略14-16

2.

1.1 溶胶凝胶法14

2.

1.2 溅射法14-15

2.

1.3 反应蒸镀技术15

2.

1.4 化学气相沉积15-16

2.

1.5 脉冲激光烧蚀技术16

2.2 磁控溅射法制备二氧化钒薄膜16-18

2.1 工作原理16-17

2.2 实验操作17-18

2.3 二氧化钒薄膜的性能浅析策略18-25

2.3.1 X射线衍射浅析19

2.3.2 二氧化钒薄膜电学性质19-22

2.3.3 原子力显微镜(AFM)22

2.3.4 太赫兹时域光谱测试系统22-25

第三章 二氧化钒薄膜性能探讨25-39

3.1 氧分压对二氧化钒薄膜性能的影响25-31

3.

1.1 电性能25-28

3.

1.2 表面形貌28-29

3.

1.3 薄膜结构29-31

3.2 溅射功率对二氧化钒薄膜影响31-37
3.

2.1 电性能31-33

3.

2.2 表面形貌33-36

3.

2.3 薄膜结构36-37

3.3 溅射温度二氧化钒薄膜的影响37-38

3.4 本章小结38-39

第四章 基于二氧化钒薄膜的太赫兹器件探讨39-55

4.1 电磁超材料39-42

4.

1.1 电磁超材料介绍39

4.

1.2 超材料吸收器的结构及工作原理39-42

4.2 基于二氧化钒薄膜的太赫兹器件42-54
4.

2.1 太赫兹吸收器45-49

4.

2.2 太赫兹调制器49-54

4.3 本章小结54-55
第五章 结论55-56
致谢56-57
参考文献57-60
攻硕期间取得的探讨成果60