导读:本文包含了二氧化钒相变论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:二氧化钒,密度泛函理论,拉曼光谱,相变
二氧化钒相变论文文献综述
张福,尤静林,王敏,龚晓晔[1]（2019）在《二氧化钒晶体温致相变过程的拉曼光谱及计算模拟研究》一文中研究指出二氧化钒(M相)作为典型的可逆热色材料,其相变温度在68℃左右。这种相变伴随着VO_2的电、磁和光学性质发生突变,由于其相变的特性,VO_2被广泛应用。本实验制备所得VO_2(M)晶体,基于Materials Studio软件的CASTEP模块进行密度泛函计算,将计算谱图与实验谱图相结合,探究了VO_2(M)晶体由常温到升温相变过程中的拉曼光谱。图1中,VO_2的M相为单斜相,实验谱图中143,192,223,262,309,337,389,498和614cm-1对应的拉曼峰与文献~([1])中VO_2的拉曼谱峰位置基本一致,典型拉曼谱峰192,223614cm-1归属于单斜M相VO_2的Ag振动。图2在升温过程中可以看出,低温下观察到的拉曼峰均来自于VO_2(M)的单斜相,并随着温度的升高,VO_2(M)的峰强减弱,峰宽变宽,说明M相开始向R相转变,辅以密度泛函计算并分析了VO_2(R)金红石相,表明70℃时M相已转变为R相。实验中VO_2(M)晶体的相变温度在70℃左右,达到相变温度以后,VO_2晶体由M相转变为R相,冷却到室温后,又由R相可逆回到M相,对应的拉曼特征峰强度较升温前有所减弱,这主要是由于升温后的热滞效应造成的。这与文献~([2])中报道的基本一致。(本文来源于《第二十届全国光散射学术会议（CNCLS 20）论文摘要集》期刊2019-11-03）
王亮鑫[2]（2019）在《二氧化钒外延薄膜与纳米线制备及相变调控研究》一文中研究指出二氧化钒(VO2)是一种典型的具有金属绝缘体相变特性的材料,其临界相变温度在68度左右;低于临界相变温度时二氧化钒表现为绝缘态,在相变温度以上则表现为金属态。在相变前后二氧化钒的宏观物性会发生突变,比如除电学性质发生突变以外,还伴随着光学和磁学性质的巨大变化。进一步的研究发现除温度以外,外加电场、光场以及应力等均能够调控二氧化钒的相变行为。二氧化钒所具有的这些奇特的相变特性和多种相变触发方式使其在各种相变功能器件方面具有广阔的应用前景,因而引起人们极大的兴趣。二氧化钒的相变性能与其晶体质量密切相关,因而制备高质量二氧化钒材料是应用的基础。对于二氧化钒外延薄膜来说,高质量样品的制备需要选择合适的衬底。考虑二氧化钒的晶格参数,最常选用的衬底是氧化铝和二氧化钛单晶,因为这两种衬底与二氧化钒有较好的晶格匹配关系。除此之外,钙钛矿结构的氧化物作为近期的研究热点,具有独特的晶体结构,是一类性能优异用途广泛的功能材料。在钙钛矿氧化物衬底上制备二氧化钒外延异质结,有望将二者的优异性能进行复合,实现更大的应用价值。在实际制备过程中,由于钒氧化物种类繁多,且二氧化钒中的钒元素处于中间价态,二氧化钒纯相的获得对于各种参数的要求十分苛刻。除二氧化钒本身特殊的物理化学性质以外,晶体衬底也在二氧化钒的外延生长过程中扮演重要的角色,二氧化钒与晶体衬底在界面处的相互作用也会产生很多有趣的现象,提供很多值得研究的课题。如何在各种合适的晶体衬底上制备高质量的二氧化钒外延薄膜与纳米线样品,对于探究相变过程的微观机理以及提高和优化器件性能具有重要的意义。本文的研究内容及取得的主要成果如下:1)利用射频磁控溅射方法,在钙钛矿结构的钛酸锶衬底上成功制备二氧化钒外延薄膜,发现二氧化钒在其表面的生长有较宽的生长温度窗口,并研究了生长温度对于二氧化钒金属绝缘体相变行为的调控作用。我们发现在适合的生长温度范围内,二氧化钒的相变特性随温度的升高而显着增强,但相变温度没有发生明显改变。对于这一现象,我们基于晶粒尺寸效应,结合结构与形貌表征手段在微观尺度上进行了解释。2)将氧化铝衬底在空气中进行退火处理,发现表面生成明显的台阶。为了研究表面形貌对薄膜性质的调控,我们在退火衬底与未处理衬底上生长了不同厚度的二氧化钒薄膜。实验发现退火衬底上生长的样品相变温度明显降低。这与衬底与薄膜间的应变相互作用有关,且退火衬底对外延薄膜的应力作用范围大大超过普通衬底所对应的薄膜临界厚度。3)首先在氧化铝与二氧化硅等衬底上制备了不同取向的纳米线。然后在此基础上,通过优化生长参数,首次在二氧化钛衬底上生长出高度单一取向的二氧化钒纳米线阵列。由于衬底的晶格限制作用,不同衬底上的纳米线表现出不同的形状排列及晶面取向。我们结合理论计算,对于各种衬底上不同截面形状的纳米线的生长机理进行了理论解释。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2019-10-09）
樊一辛[3]（2019）在《基于相变二氧化钒的太赫兹振幅与空间调制》一文中研究指出太赫兹波有很多优点,如透射率高、频谱宽、光子能量低、多数物质对太赫兹波有特征吸收谱等,因此,太赫兹技术在机场安检、生物医学、宽带通信和物质检测等领域具有重要的应用前景。如何有效调制太赫兹波,是实现太赫兹技术推广应用的基础。目前太赫兹科学的研究尚未像红外及微波领域那样成熟,所以太赫兹波的调制手段相对匮乏,这也很大的限制了太赫兹技术在各个领域的应用。本论文主要开展基于相变二氧化钒的太赫兹波振幅与空间调制研究,具体内容如下:1.研究了太赫兹超材料的理论和太赫兹波的常见调制方法。同时,研究了二氧化钒的相变机理及制作方法。2.设计并加工了一种基于相变二氧化钒的太赫兹振幅调制器,该调制器在室温时有叁个通带,中心频率分别位于0.30THz、0.70THz和0.94THz处。采用CST电磁仿真软件模拟表面电流分布,分析了每个吸收峰的产生原因,并使用Z-3太赫兹时域光谱系统对样品进行测试,实验结果表明:叁个通带的振幅可以通过直流电流进行调控,当控制电流为0.22mA时,叁个通带都由带通滤波器变为带阻滤波器,振幅调制深度分别达到97%,97.5%和96%。这种基于相变二氧化钒的太赫兹振幅调制器具有体积小、便于集成、调制深度大、工艺简单和便于加工等优点,在未来宽带太赫兹通信领域有具有重要的应用价值3.设计并制作了一种基于二氧化钒的太赫兹空间光调制器。通过给器件不同的单元加电而产生焦耳热,这种局部加热使不同单元的太赫兹波透射率产生差异,实现对太赫兹波空间调制的效果。虽然空间调制效果不理想,单个像素加热时相邻的像素调制度差只有14%,但是后续工作中可以通过结构优化达到更好的效果。这种太赫兹波空间调制器件,在单像素太赫兹成像和太赫兹波空间编码方面有潜在的应用价值。(本文来源于《桂林电子科技大学》期刊2019-06-01）
孙肖宁,曲兆明,王庆国,袁扬,刘尚合[4]（2019）在《电场诱导二氧化钒绝缘-金属相变的研究进展》一文中研究指出二氧化钒(VO_2)是电子强关联体系的典型代表,其晶体结构在特定阈值的温度、电场、光照和压力等物理场作用下会发生由单斜金红石结构向四方金红石结构的可逆转变,从而引发绝缘-金属相变.其中,电场诱导VO_2绝缘-金属相变后的电导率可提高2-5个数量级,在可重构缝隙天线、太赫兹辐射以及智能电磁防护材料等领域具有广阔的应用前景,成为近年来人们的研究热点.首先,简要概述了VO_2发生绝缘-金属相变时晶体结构和能带结构的变化,进而从电场诱导VO_2绝缘-金属相变的研究方法、响应时间、临界阈值场强调控以及相变机理几个方面系统总结和评述了近年来国内外学者在该领域的重要发现和研究进展.最后,指出了当前VO_2绝缘-金属相变研究存在的问题,并展望了未来的发展方向.(本文来源于《物理学报》期刊2019年10期）
何长安,王庆国,曲兆明,卢聘,王妍[5]（2018）在《磁控溅射工艺对二氧化钒薄膜生长及场致相变性能的影响》一文中研究指出为揭示VO2薄膜场致相变规律,指导氧化钒工业化规模制造与应用,使用磁控溅射直流溅射工艺在蓝宝石衬底上制备了VO2薄膜。对薄膜进行了XRD及SEM测试,分析了溅射氧分压、溅射温度及溅射压强对晶体组份、晶粒的生长趋势及晶体表面结构的影响规律。对VOx薄膜的场致相变特性进行了测试研究,分析了VOx薄膜的导电开关特性,总结了溅射氧氩比对其临界相变电场区间及电导率变化倍数的影响规律。得出结论,基片温度对成膜速度和晶粒大小及晶粒间隙有很大影响,溅射气压对薄膜表面晶体生长的均匀性影响显着,氧分压是影响薄膜组份的重要因素,氧氩比会影响薄膜的场致相变电导率变化倍数和临界相变电压区间。(本文来源于《功能材料》期刊2018年12期）
尚雅轩,梁继然,刘剑,赵一瑞,姬扬[6]（2018）在《利用噪声谱表征二氧化钒薄膜的光学相变特性》一文中研究指出利用自主搭建的实验系统,同步实时地测量了热致相变材料二氧化钒(VO2)薄膜在相变过程中的反射率及其涨落(噪声谱).实时傅里叶变换采集卡测得的噪声谱不仅可以像反射率测量一样给出样品的相变温度(55℃),还在样品的高温区金属相里发现了一个明显的噪声峰(位于15~20 MHz),而低温区半导体相的噪声谱几乎是平坦的.这种噪声峰也反映了薄膜样品中低温半导体相和高温金属相的晶体结构差异.噪声谱测量可以广泛地应用于相变材料的研究.(本文来源于《红外与毫米波学报》期刊2018年05期）
张冬煜,彭晓昱,杜海伟,马勇,罗春华[7]（2018）在《基于光诱导二氧化钒薄膜相变的太赫兹波调制材料研究》一文中研究指出太赫兹技术在许多领域有非常广泛的应用前景,但高灵敏度的太赫兹探测和调制器件的缺乏限制了其应用范围,尤其是具备超快响应特性的太赫兹波调制器件更为缺乏。文中通过仿真模拟对基于二氧化钒(VO2)薄膜和超材料相结合的光激发快速主动式太赫兹波调制材料进行研究,发现通过改变二氧化钒薄膜厚度可以优化调制深度,改变材料周期结构参数可以改变太赫兹调制频率。这些结果为快速主动式太赫兹波调制器件的设计提供了思路。(本文来源于《长春理工大学学报(自然科学版)》期刊2018年04期）
山世浩,王庆国,曲兆明,成伟,李昂[8]（2018）在《二氧化钒薄膜材料相变临界场强调控方法研究》一文中研究指出采用无机溶胶-凝胶法并结合真空退火工艺在Al_2O_3陶瓷基片上制备了二氧化钒及其他价态钒氧化物共存的薄膜材料。研究了退火时间对VO_2、V_2O_5、V_6O_(13)、V_6O_(11)等价态成分和含量的影响以及对薄膜的相变临界温度和相变临界电场强度的影响。实验采用的退火时间分别为10h、8h及6h,得到的薄膜的相变临界电场强度分别为1.8 MV/m、0.8 MV/m及0.4 MV/m,相变场强降低75%以上,且随着电场强度相变点的降低,薄膜材料相变点前后电阻变化倍数也降低,但相变临界温度没有明显变化。研究结果表明:通过控制真空退火时间能够实现对电场强度相变点的有效调控,利用该方法可以研制不同相变临界场强的薄膜材料,以适应不同电磁环境的防护应用要求。(本文来源于《材料导报》期刊2018年06期）
嵇海宁,刘东青,程海峰,张朝阳,杨力祥[9]（2017）在《均匀自支撑的二氧化钒纳米线的水热合成及相变特性研究（英文）》一文中研究指出二氧化钒(VO_2)在接近室温时发生由半导体态向金属态的Mott相变,在智能窗和红外自适应伪装技术领域具有一定的应用前景。采用一种新颖的水热法制备了均匀自支撑的VO_2纳米线。合成的纳米线的直径为150±30 nm,长度达到几十微米。通过X射线衍射、X射线光电子能谱、高分辨透射电镜和选取电子衍射等手段验证了高纯单斜相VO_2纳米线的成功制备。而且,VO_2纳米线的可逆相变性能采用差示量热扫描、变温XRD和变温Raman光谱进行了探究。结果表明:VO_2纳米线升温相变点为65.2℃,磁滞回线宽度窄至6.5℃,具有良好的可逆相变性。这些为VO_2纳米线的金属-半导体相变研究提供基础。(本文来源于《稀有金属材料与工程》期刊2017年12期）
张华芳[10]（2017）在《二氧化钒微纳材料的合成及其高压相变研究》一文中研究指出二氧化钒(VO_2)是典型强关联电子体系模型和多晶型化合物,在68℃发生绝缘-金属态转变(IMT),并伴随着结构、光学、电学和磁学等性质的突变,在光电、气敏以及存储等领域拥有广阔的应用前景。当VO_2的尺寸降低到纳米尺度时,其IMT过程中展现许多新颖的物理、化学特性,具有更大的潜在应用价值。目前,寻找新结构、揭示结构转变和IMT之间的关系成为了VO_2相关研究领域中重要的科学问题。高压可以有效压缩原子间距、调节相邻电子轨道重迭程度,是除温度和化学组分之外能够独立影响物质结构和性质的另一个重要参量。将纳米材料和高压技术相结合,研究VO_2纳米材料在高压下结构和性质的转变,不仅有助于更深入的理解电子强关联效应对材料性质的影响,同时也为探索二氧化钒的新结构和新性质提供了有效途径。目前,对不同尺寸VO_2微纳材料可控制备的研究还比较少,关于其在温度和压力下的IMT转变机制和结构相变规律也尚不清楚。本论文针对这些问题,对VO_2微纳米材料的可控制备,及其在温度和压力下结构与性质的转变进行了研究。本论文研究的主要内容和结果如下:1.利用水热法系统的研究了不同尺寸的VO_2(M1)一维微/纳米棒的可控制备。探讨了水热合成反应条件对水热产物尺寸的影响。研究发现,反应物的浓度是决定产物晶型和尺寸的关键因素,而反应物之间的摩尔比是决定产物尺寸均匀性的重要因素。通过调控反应物的浓度和摩尔比,成功制备出了直径分布为120-1000nm的VO_2(M1)一维微/纳米棒。这一研究结果为制备不同尺寸的VO_2微/纳米棒提供了简单有效的方法。2.利用变温拉曼光谱和同步辐射X射线吸收光谱(XAS)对VO_2(M1)微米棒和纳米颗粒的温致结构相变行为进行了研究。研究发现尺寸效应对VO_2(M1)的结构相变温度和过程有较大影响:VO_2(M1)微米棒的相变温度为50℃,比相应纳米材料的相变温度低,且在M-R结构转变过程出现较强的VO_2(M2)相信号。这些结果表明较大尺寸的样品在结晶过程中可能形成较多的缺陷,为M-R转变提供了成核点,显着降低了VO_2(R)的成核温度,另外,升温过程中距离成核点较近的VO_2(M1)转变成VO_2(R),VO_2(R)相和未发生转变的VO_2(M1)相之间存在一定的体积差,对未发生相变的样品产生一定的拉应力,导致了VO_2(m2)相的出现。我们的研究为深入理解VO_2微纳材料的温致结构相变过程有重要的指导意义,并且为降低VO_2的相变温度提供了新思路。3.对VO_2(m1)体材料的高压结构相变和imt进行了研究,首次合成了常压下可以稳定存在的晶型(VO_2(l))。研究发现VO_2(m1)在升压过程中的相变序列为m1→(11.4gpa)m1'→(26.8gpa)m1’+x→(59gpa)x,卸压过程的相变序列为x→(20gpa)l。其中,m1和l相具有半导体特性,x相具有金属特性,m1’相在低压区具有半导体特性,当压力高于43.1gpa时,发生了imt,呈现金属性。研究表明,m1’相的imt主要是由电子的相互作用引起的,而高压x相向l相转变过程中伴随的imt主要和结构变化有关。此外,l相在常温常压下可以稳定存在,且经400℃煅烧之后转变为m1相。这些研究结果不仅对VO_2的压致金属化机制提供了进一步的认识,也为发现新结构和实现结构之间的相互转变提供了指导。4.首次对VO_2(m1)纳米颗粒在高压下的结构相变和imt进行了研究。研究发现VO_2(m1)纳米材料在升压过程中的相变序列为m1→(14.9gpa)m1’→(32gpa)m1’+mx→(63.1gpa)mx,卸压过程的相变序列为mx→(34gpa)l。VO_2(m1)纳米材料和体材料在压力下的结构转变过程基本一致,但是由于尺寸效应的影响,VO_2纳米颗粒具有更高的相变压力和较大的体弹模量。纳米尺寸的m1’相在压力高于~37gpa时由半导体转变为金属态,比相应体材料的金属化压力点提前~6gpa。另外,VO_2纳米颗粒在卸压后的形貌保持完整,首次制备出了VO_2(l)纳米材料,为获得具有新结构的VO_2纳米材料提供了新思路。5.首次研究了w掺杂的VO_2(r)纳米颗粒在高压下的结构相变和金属性的变化。研究发现,w掺杂的VO_2(r)纳米颗粒在加压过程中的相变序列为r→(13.5gpa)o→(31.3gpa)o+mx→(56.1gpa)mx。在卸压过程中mx相转变成了l相,与未掺杂的VO_2纳米颗粒的相变过程一致。但是,由于w原子的引入,高压mx相的金属特性明显减弱,而l相在卸至常压时仍具有金属特性。高压下mx相金属性的减弱可能与w原子掺杂造成的晶格畸变有关。l相到r相的转变具有较大的动能势垒,掺w后晶格结构保持不变。常压下l相具有金属特性,可能是由于w6+取代了部分v4+占位后,样品中载流子浓度增加,费米能级上移引起的。该研究结果进一步证明结构变化不是诱导VO_2金属性变化的唯一驱动力,提高了对强关联体系的IMT转变的认识。(本文来源于《吉林大学》期刊2017-06-01）
二氧化钒相变论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
二氧化钒(VO2)是一种典型的具有金属绝缘体相变特性的材料,其临界相变温度在68度左右;低于临界相变温度时二氧化钒表现为绝缘态,在相变温度以上则表现为金属态。在相变前后二氧化钒的宏观物性会发生突变,比如除电学性质发生突变以外,还伴随着光学和磁学性质的巨大变化。进一步的研究发现除温度以外,外加电场、光场以及应力等均能够调控二氧化钒的相变行为。二氧化钒所具有的这些奇特的相变特性和多种相变触发方式使其在各种相变功能器件方面具有广阔的应用前景,因而引起人们极大的兴趣。二氧化钒的相变性能与其晶体质量密切相关,因而制备高质量二氧化钒材料是应用的基础。对于二氧化钒外延薄膜来说,高质量样品的制备需要选择合适的衬底。考虑二氧化钒的晶格参数,最常选用的衬底是氧化铝和二氧化钛单晶,因为这两种衬底与二氧化钒有较好的晶格匹配关系。除此之外,钙钛矿结构的氧化物作为近期的研究热点,具有独特的晶体结构,是一类性能优异用途广泛的功能材料。在钙钛矿氧化物衬底上制备二氧化钒外延异质结,有望将二者的优异性能进行复合,实现更大的应用价值。在实际制备过程中,由于钒氧化物种类繁多,且二氧化钒中的钒元素处于中间价态,二氧化钒纯相的获得对于各种参数的要求十分苛刻。除二氧化钒本身特殊的物理化学性质以外,晶体衬底也在二氧化钒的外延生长过程中扮演重要的角色,二氧化钒与晶体衬底在界面处的相互作用也会产生很多有趣的现象,提供很多值得研究的课题。如何在各种合适的晶体衬底上制备高质量的二氧化钒外延薄膜与纳米线样品,对于探究相变过程的微观机理以及提高和优化器件性能具有重要的意义。本文的研究内容及取得的主要成果如下:1)利用射频磁控溅射方法,在钙钛矿结构的钛酸锶衬底上成功制备二氧化钒外延薄膜,发现二氧化钒在其表面的生长有较宽的生长温度窗口,并研究了生长温度对于二氧化钒金属绝缘体相变行为的调控作用。我们发现在适合的生长温度范围内,二氧化钒的相变特性随温度的升高而显着增强,但相变温度没有发生明显改变。对于这一现象,我们基于晶粒尺寸效应,结合结构与形貌表征手段在微观尺度上进行了解释。2)将氧化铝衬底在空气中进行退火处理,发现表面生成明显的台阶。为了研究表面形貌对薄膜性质的调控,我们在退火衬底与未处理衬底上生长了不同厚度的二氧化钒薄膜。实验发现退火衬底上生长的样品相变温度明显降低。这与衬底与薄膜间的应变相互作用有关,且退火衬底对外延薄膜的应力作用范围大大超过普通衬底所对应的薄膜临界厚度。3)首先在氧化铝与二氧化硅等衬底上制备了不同取向的纳米线。然后在此基础上,通过优化生长参数,首次在二氧化钛衬底上生长出高度单一取向的二氧化钒纳米线阵列。由于衬底的晶格限制作用,不同衬底上的纳米线表现出不同的形状排列及晶面取向。我们结合理论计算,对于各种衬底上不同截面形状的纳米线的生长机理进行了理论解释。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
二氧化钒相变论文参考文献
[1].张福,尤静林,王敏,龚晓晔.二氧化钒晶体温致相变过程的拉曼光谱及计算模拟研究[C].第二十届全国光散射学术会议（CNCLS20）论文摘要集.2019
[2].王亮鑫.二氧化钒外延薄膜与纳米线制备及相变调控研究[D].中国科学技术大学.2019
[3].樊一辛.基于相变二氧化钒的太赫兹振幅与空间调制[D].桂林电子科技大学.2019
[4].孙肖宁,曲兆明,王庆国,袁扬,刘尚合.电场诱导二氧化钒绝缘-金属相变的研究进展[J].物理学报.2019
[5].何长安,王庆国,曲兆明,卢聘,王妍.磁控溅射工艺对二氧化钒薄膜生长及场致相变性能的影响[J].功能材料.2018
[6].尚雅轩,梁继然,刘剑,赵一瑞,姬扬.利用噪声谱表征二氧化钒薄膜的光学相变特性[J].红外与毫米波学报.2018
[7].张冬煜,彭晓昱,杜海伟,马勇,罗春华.基于光诱导二氧化钒薄膜相变的太赫兹波调制材料研究[J].长春理工大学学报(自然科学版).2018
[8].山世浩,王庆国,曲兆明,成伟,李昂.二氧化钒薄膜材料相变临界场强调控方法研究[J].材料导报.2018
[9].嵇海宁,刘东青,程海峰,张朝阳,杨力祥.均匀自支撑的二氧化钒纳米线的水热合成及相变特性研究（英文）[J].稀有金属材料与工程.2017
[10].张华芳.二氧化钒微纳材料的合成及其高压相变研究[D].吉林大学.2017