新型光電子材料氧化釩

1、新型光電子材料氧化釩1氧化釩是一種變價氧合物，例如三價（V2O3）、四價(VO2)和五價(V2O5)釩的氧化物。2氧化釩可以在半導(dǎo)體-金屬-絕緣體之間可逆轉(zhuǎn)變。3V2O3低于-123 下為半導(dǎo)體，高于-123 轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘伲诮饘賾B(tài)時外加電場或磁場將轉(zhuǎn)變?yōu)榻^緣體，去掉電磁場后又可逆轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘佟O2的臨界溫度為68 V2O5的臨界溫度為257 上述3種材料亦可摻雜，使得臨界溫度點和半導(dǎo)體的載流子濃度改變。半導(dǎo)體-金屬-絕緣體之間的轉(zhuǎn)變是高速的，在臨界點附近，半導(dǎo)體-金屬相轉(zhuǎn)變時間為納秒量級，金屬-絕緣體相轉(zhuǎn)變亦為納秒量級4氧化釩系材料的光學(xué)特性臨界溫度以下半導(dǎo)體相高遷移率和透射率；臨界溫度以上金

2、屬相對光高反射，低透過率；處于金屬態(tài)時，在電場或磁場的作用下降轉(zhuǎn)變?yōu)榻^緣體，而當(dāng)電磁場取消，又恢復(fù)到金屬態(tài)即開關(guān)特性5氧化釩材料的應(yīng)用方向一、智能節(jié)能玻璃 利用VO2薄膜制成的玻璃材料，低溫時，可見光和紅外線均可透過；高溫時，僅可見光透過。6二、非制冷紅外焦平面?zhèn)鞲衅鞑牧蟅O2 薄膜具有高電阻溫度系數(shù)、高電阻率、低熱導(dǎo)率、低噪聲系數(shù)、高動態(tài)響應(yīng)和線性響應(yīng)，因此VO2 目前為首選的熱敏電阻型非制冷紅外焦平面陣列，可以制備非制冷紅外焦平面列陣的紅外探測儀。今年武漢開建國內(nèi)首條紅外焦平面探測器生產(chǎn)線。7三、智能強激光防護材料利用激光輻射可激發(fā)相變的特點，將 VO2 薄膜作為紅外脈沖激光的保護膜，以防

3、止紅外脈沖激光致盲武器對人眼、紅外敏感器件的破壞，達到保護士兵眼睛、皮膚和紅外雙筒窺視鏡、紅外線觀測儀等軍用紅外敏感器件安全的效果。光強度防護型防護彌補了現(xiàn)有波長防護型防護的缺點。8原理：高能激光入射材料吸收激光能量溫度上升。激光功率越大，溫升越高。當(dāng)入射功率小、溫升不高時，多層膜結(jié)構(gòu)處于冷態(tài)，具有較大的透射率；當(dāng)激光入射功率大、溫升高使膜系結(jié)構(gòu)處于熱態(tài)時，膜系具有較大的反射率，從而控制了入射光功率透過率的大小，起到了保護效果。9氧化釩的優(yōu)點VO2 薄膜具有成本低廉、工作壽命長、性能可靠、便攜等優(yōu)點，帶來了紅外焦平面技術(shù)的重大變革，此外，VO2 薄膜與 Si 半導(dǎo)體工藝兼容，可直接制備在 CM

4、OS電路上，大大提高了幀速和便攜性，從而大大地擴大了紅外探測在軍事和民用領(lǐng)域中應(yīng)用。10VO2 薄膜智能型自適應(yīng)光能限幅器，它是無源器件，不需提供工作電源和其他輔助電路；工作頻率寬，對紅外激光（含固體激光、化學(xué)激光和CO2 激光）都適用；既可用于星載光學(xué)傳感器的激光打擊保護，也可用于其他軍用傳感器的抗激光致盲保護層，例如導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭，機載光電探測系統(tǒng)傳感器的保護層等。11 應(yīng)用前景任何技術(shù)發(fā)展都有一個由易到難的過程，目前 VO2 鍍膜仍是一種實驗室研發(fā)階段的全新材料，僅其中建筑、汽車等領(lǐng)域用的 VO2 智能節(jié)能玻璃發(fā)展進度最快，離大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)不太久遠。但激光防護要求不同智能節(jié)能，軍工級產(chǎn)品需要更加苛刻條件，諸如高強度玻璃基片、納