基于二氧化釩相變的二維可調(diào)帶隙光子晶體.pdf

1、二氧化釩（VO2）是一種具有相變特性的功能性材料，通過加熱或載流子注入的方式，VO2會發(fā)生半導(dǎo)體相到金屬相的可逆相變，在相變過程中，VO2的電阻率、光學(xué)常數(shù)等物理性質(zhì)會發(fā)生突變?；谄湎嘧兲匦裕琕O2被廣泛應(yīng)用于光電探測、光存儲、光通信等領(lǐng)域。
　　 本文首先研究了VO2薄膜的制備以及薄膜的性能測試。詳細(xì)論述了利用反應(yīng)直流磁控濺射制備VO2薄膜的工藝方法；利用高分辨率X射線衍射儀（XRD）和高分辨率透射電鏡（HRTEM）測試分析

2、出VO2薄膜的組分及晶格結(jié)構(gòu)。其次，本文依據(jù)VO2在相變前后光學(xué)常數(shù)發(fā)生變化，利用Rsoft7.0軟件設(shè)計模擬出基于VO2相變的可調(diào)帶隙光子晶體。通過軟件模擬出VO2半導(dǎo)體相和金屬相的色散曲線；設(shè)計出四方結(jié)構(gòu)和六角結(jié)構(gòu)的二維VO2-空氣光子晶體，并分別模擬出在VO2為半導(dǎo)體相和金屬相時的兩種結(jié)構(gòu)的光子帶隙，通過對光子帶隙的分析表明通過VO2的相變可以對光子晶體的帶隙產(chǎn)生明顯的調(diào)節(jié)作用；根據(jù)具體的工藝條件修正了兩種結(jié)構(gòu)的光子晶體的結(jié)構(gòu)參數(shù)

3、，模擬出相應(yīng)的光子帶隙，并設(shè)計出用于制作光子晶體的光學(xué)掩模版。最后，利用光刻和干法刻蝕制備出基于VO2相變的二維可調(diào)帶隙光子晶體?？偨Y(jié)出VO2薄膜干法刻蝕的工藝參數(shù)，采用金相顯微鏡和掃描電鏡（SEM）對刻蝕后光子晶體的形貌進(jìn)行了檢測，光子晶體的制備比較理想。對二維可調(diào)帶隙光子晶體進(jìn)行了初步的微區(qū)傅立葉紅外光譜（FTIR）測試和太赫茲（THz）波段的變溫測試，通過對具體光子晶體的透射譜線的分析并未發(fā)現(xiàn)明顯的光子帶隙，還將對其進(jìn)行進(jìn)一步測試