采用反應射頻磁控濺射技術在熔融石英玻璃襯底上制備了組分單一的二氧化釩薄膜。在制備好的二氧化釩薄膜上使用半導體工藝制備了金屬叉指電極，通過半導體測試儀測試其電致相變特性。結果表明，當電極上所加電壓達到一定閾值時電流發生突變，即薄膜發生半導體- 金屬相變。

1、引言

　　釩是一種副五族的過渡元素，由于其未填滿的d 殼層，形成不同價態，故存在一系列復雜的氧化物。至今人們已發現該氧化物體系存在十幾種不同的相，研究較多的有V2O3、VO2、V2O5 等。其中二氧化釩在68 ℃時發生熱致相變特性，由于其臨界溫度比較接近室溫，故早期許多工作都是致力于研究它的熱致相變特性。近年來，二氧化釩電致相變特性的研究越來越引起人們的重視，其在微小電壓、電流信號的作用下，實現光密度連續、可逆持久的變化，可應用于光控制部件，也可應用于無視角變化、大對比度非輻射顯示器，還可用作各種熱發射調節表面以及防眩光倒視反射鏡等。

　　目前，國外主要是Byung- Gyu、Choong- Rae Cho和MSoltani等在這方面做了許多研究工作，取得了進展，尤其MSoltani 等已將這一特性應用于可變發射智能輻射器；國內對二氧化釩的研究基本還是在薄膜制備與熱致相變方面。作者采用反應射頻磁控濺射技術直接沉積出了二氧化釩薄膜，并且研究了它的電致相變特性。

2、實驗

　　采用磁控濺射鍍膜機進行薄膜樣品的制備，射頻頻率為13.56 MHz，真空室壓力低于5×10^-5 Pa，樣品架與靶間距約為17 cm。采用直徑25 mm、厚1 mm 的熔融石英玻璃為襯底，在放入真空室樣品架前采用丙酮、乙醇及去離子水超聲波清洗并烘干。濺射過程中選用高純氬氣（99.995%）作為濺射氣體，氧氣（99.995%）為反應氣體，靶材為金屬釩（99.95%）。樣品架以20 r/min 的速率旋轉使薄膜厚度均勻，真空室工作壓力為0.33Pa，O2/(Ar+O2)氣體流量比為9.7%，射頻功率設為200 W，基片加熱溫度設為500 ℃。

4、結論

　　作者采用反應射頻磁控濺射法在熔融石英玻璃基底上直接制備了二氧化釩薄膜。XRD 和SEM表明，薄膜由單一的二氧化釩多晶顆粒組成。通過對薄膜的電致相變特性的測試，發現該結構存在一個相變閾值電壓Vth=1.56 V，當直流電壓達到此值時薄膜瞬時發生半導體－金屬相變（SMPT），由熱平衡模型估算此時其溫度也達到相變溫度點Tt=340 K。其電致相變機理需進一步深入研究。