作者：张士举 | 字数：2376 | 阅读：

摘 要：本文综述了溅射法、溶胶-凝胶法、蒸发法、常压化学气相沉积法等制备VO2薄膜的方法，，并对其应用现状进行了阐述，对发展趋势进行了预测。

关键词：二氧化钒；制备；应用

0 引言

VO2作为固态热致相变材料，当温度在68℃时，因热驱动而发生相转变，VO2晶体结构会随之发生变化（单斜结构转变为四方金红石结构），同时其光学和电学性能也会发生突变。VO2薄膜优异的电学和光学特性，使得其具有较高的实用价值和广阔的应用前景，在多个领域中发挥着重要作用[1]。

当前用于制备VO2薄膜的方法主要有溅射法、溶胶-凝胶法、蒸发法、常压化学气相沉积法等。

1 二氧化钒薄膜的制备方法

1.1 溅射法

该法是在通氧条件下溅射金属钒靶，淀积与反应同时进行，溅射所用设备可以是离子束溅射或磁控溅射，用Ar+离子束溅射钒靶，在加热衬底上形成VO2多晶薄膜，然而在较低衬底温度下晶粒尺寸会较小，两相电阻比Rs/Rm小。采用反应磁控溅射，在Ar气中混合O2，可在蓝宝石衬底上外延出VO2，外延VO2薄膜具有相变陡峭、热滞效应小等特性。

此外，还有溅射V2O5粉末靶制备VO2的报道。用纯Ar+离子直接溅射V2O5粉末靶，即可在衬底上淀积出二氧化钒。周进等人采用Ar+离子柬溅射V2O5粉末靶在室温下淀积出的氧化钒薄膜为高价态V2O5[2]。

1.2 溶胶-凝胶法（Sol-Gel）

将VO（OC3H7）3溶于某些有机溶剂配成母液，用涂胶机或漂洗仪将母液涂布于衬底上，温度在370～670℃范围内进行烘干沉底生成V2O5。将V（OR）4溶液均匀涂布于玻璃衬底上，凝胶后形成VO2·X（H2O），在N2气中经200～700℃烘干衬底，即获得VO2。该法制备成本低，可大面积制备，客易掺杂，可双面一次形成，但厚度较难控制，工艺控制要求较高，容易使薄膜开裂或起泡[3]。

1.3 蒸发法

通常用V2O5粉末蒸发淀积VO2薄膜。单纯蒸发获得的氧化钒薄膜一般为缺氧的V2O5，在200～500℃氧气中退火，薄膜即转变为符合化学计量比的VO2，薄膜的机械强度得到了提高，与衬底附着力也得到优化。若在通氧下进行蒸发，可淀积得到V2O5，但要在较低的衬底温度下淀积，使得薄膜机械强度和附着力变差。用上述蒸发法获得的薄膜，难以制备低价态氧化钒，有人用反应蒸发的方法制备低价态氧化钒。Case采用电子束蒸发金属钒，在通氧下，在蓝宝石、CaF2、石英等多种衬底上淀积出VO2。他还通过Ar+、O-离子辅助反应蒸发获得VOx（x