二氧化釩（VO?）的金屬-絕緣體轉(zhuǎn)變（MIT）特性使其成為許多光電器件的關(guān)鍵功能層，然而其生長(zhǎng)溫度要求（450℃）與MIT溫度要求（60℃）限制了其在光電器件尤其是在柔性基板應(yīng)用中的相容性。
北京工業(yè)大學(xué)與清華大學(xué)的研究學(xué)者發(fā)現(xiàn)了一種晶圓級(jí)摻鎢二氧化釩薄膜（W-VO?薄膜）的逐層轉(zhuǎn)移方法，能夠?qū)崿F(xiàn)低MIT溫度（低至40℃）和準(zhǔn)梯度摻雜集成，推動(dòng)VO?薄膜在可調(diào)節(jié)光電器件領(lǐng)域的應(yīng)用。相關(guān)研究成果以“Wafer-Scale Transfer and Integration of Tungsten-Doped Vanadium Dioxide Films”為題於2025年2月8日發(fā)表在《ACS Nano》上。
氧化鎢圖片
據(jù)瞭解，與傳統(tǒng)的二氧化釩薄膜相比，摻鎢二氧化釩薄膜（W-VO?薄膜）在光、電、熱等方面展現(xiàn)出了更為優(yōu)異的性能。
具體來說，在光學(xué)性能方面，W-VO?薄膜表現(xiàn)出了更高的透光率和更靈活的調(diào)控能力。通過調(diào)整鎢的摻雜比例，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜透光率的精確控制，從而滿足不同光電器件對(duì)光學(xué)性能的需求。此外，W-VO?薄膜還展現(xiàn)出了良好的金屬-絕緣體轉(zhuǎn)變（MIT）特性，這一特性使得其在熱致變色、智慧窗等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
鎢粉圖片
在電學(xué)性能方面，W-VO?薄膜的電阻率得到了有效降低，這使得其在電子器件中具有更高的導(dǎo)電性和更低的能耗。同時(shí)，鎢的摻雜提高了薄膜的機(jī)械性能和穩(wěn)定性，使得W-VO?薄膜在在彎曲、拉伸等機(jī)械應(yīng)力下，和長(zhǎng)時(shí)間工作下仍能保持優(yōu)異的電學(xué)性能。
在熱學(xué)性能方面，W-VO?薄膜展現(xiàn)出了出色的熱敏性和熱調(diào)控能力。通過精確控制薄膜的溫度，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其光學(xué)和電學(xué)性能的快速調(diào)控。這一特性使得W-VO?薄膜在熱輻射調(diào)製、熱偽裝等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。
