退火温度对喷雾沉积V2O5薄膜结构、形貌、光学及电学性能的影响

DOI:10.5755/j01.ms.25.1.18492 期刊:Materials Science 出版年份:2019 更新时间:2026-01-09 18:48:46
摘要: 采用简单且经济高效的喷雾热解技术(SPT),在300°C基底温度下沉积了纳米结构五氧化二钒(V2O5)薄膜,并在300-500°C大气环境下以恒定升温速率进行后退火处理。研究了后退火热处理对V2O5结晶的影响。通过X射线衍射进行结构表征,扫描电子显微镜观察形貌,紫外-可见分光光度计测试光学性能,霍尔探针进行电学表征,并采用拉曼光谱确认物相。X射线衍射分析(XRD)显示,沉积态薄膜为具有(001)择优取向的正交晶系结构。此外观察到随着退火温度升高,晶粒尺寸从22nm增大至56nm。在300-1000nm波长范围内研究了样品的光学特性。拉曼光谱证实了V2O5薄膜的层状结构。霍尔效应测量表明载流子浓度随退火温度升高而变化。
作者: Vijayakumar YELSANI,Nagaraju POTHUKANURI,Uday Bhasker SONTU,Veeraswamy YARAGANI,Ramana Reddy MUSKU VENKATA
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研究退火温度对喷雾沉积V2O5薄膜结构、形貌、光学及电学性能的影响。

采用喷雾热解法合成的V2O5薄膜呈现正交晶系结构与纤维状形貌。退火处理使晶粒尺寸从22纳米增大至56纳米,光学带隙从2.4电子伏特缩减至2.14电子伏特,并改变了载流子密度和电阻率等电学特性。该研究表明退火工艺对调控材料性能具有重要作用,适用于储能与传感领域应用,同时提示需针对特定器件需求进行进一步优化。

该研究仅限于最高500°C的退火温度和特定沉积参数,未探索更高温度或其他条件。使用玻璃基板可能限制需要高温稳定性的应用。喷雾热解技术虽然成本较低,但与溅射等其他方法相比,在薄膜均匀性方面可能存在局限。

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