论文摘要
作为一种3d过渡金属氧化物,二氧化钒在68°C附近发生金属与半导体之间的相变,发生相变时通常伴随着光学和电学常数的巨大变化。研究二氧化钒的相变机理是一件十分有意义的工作。目前对二氧化钒相变的机理仍然存在争议,对二氧化钒相变机理的解释主要有两种:一种是热作用导致的晶体结构相变,另一种是电子相互作用导致的Mott相变。因此可以通过调节温度和电场等参数来控制的二氧化钒的相变,从而可以利用二氧化钒设计两端或多端器件。本文首先介绍了二氧化钒薄膜的制备和结构表征方法。通过低真空的环境下采用直流磁控溅射工艺来沉积二氧化钒薄膜。采用X射线衍射仪（XRD）和微区拉曼散射光谱仪来鉴定薄膜的物相组分。接着介绍了二氧化钒微区拉曼测试的两端器件结构。对测试器件的二氧化钒沟道进行了电流-电压特性分析。观察沟道在不同电流偏置下沟道的相变现象并用CCD记录下表面颜色的变化。通过CCD记录的图片可以发现电流超过一定值时测试沟道中有部分区域颜色变深。通过在颜色变深区域和没变色区域分别选点进行微区拉曼的测试发现颜色变深区域的二氧化钒薄膜发生相变,颜色没变区域的二氧化钒薄膜没有发生相变。最后介绍了二氧化钒薄膜MOS电容器的研究。通过半导体工艺制作了二氧化钒MOS电容器。对电容器两端施加不同直流偏置电压,得到MOS电容器的C-V曲线。通过测试结果分析发现通过感应电荷注入也可以诱导二氧化钒薄膜发生相变。
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