掺钨二氧化钒薄膜在光电器件应用新突破

二氧化钒（VO₂）的金属-绝缘体转变（MIT）特性使其成为许多光电器件的关键功能层，然而其生长温度要求（450℃）与MIT温度要求（60℃）限制了其在光电器件尤其是在柔性基板应用中的兼容性。

北京工业大学与清华大学的研究学者发现了一种晶圆级掺钨二氧化钒薄膜（W-VO₂薄膜）的逐层转移方法，能够实现低MIT温度（低至40℃）和准梯度掺杂集成，推动VO₂薄膜在可调节光电器件领域的应用。相关研究成果以“Wafer-Scale Transfer and Integration of Tungsten-Doped Vanadium Dioxide Films”为题于2025年2月8日发表在《ACS Nano》上。 

据了解，与传统的二氧化钒薄膜相比，掺钨二氧化钒薄膜（W-VO₂薄膜）在光、电、热等方面展现出了更为优异的性能。

具体来说，在光学性能方面，W-VO₂薄膜表现出了更高的透光率和更灵活的调控能力。通过调整钨的掺杂比例，可以实现对薄膜透光率的精确控制，从而满足不同光电器件对光学性能的需求。此外，W-VO₂薄膜还展现出了良好的金属-绝缘体转变（MIT）特性，这一特性使得其在热致变色、智能窗等领域具有广泛的应用前景。

在电学性能方面，W-VO₂薄膜的电阻率得到了有效降低，这使得其在电子器件中具有更高的导电性和更低的能耗。同时，钨的掺杂提高了薄膜的机械性能和稳定性，使得W-VO₂薄膜在在弯曲、拉伸等机械应力下，和长时间工作下仍能保持优异的电学性能。

在热学性能方面，W-VO₂薄膜展现出了出色的热敏性和热调控能力。通过精确控制薄膜的温度，可以实现对其光学和电学性能的快速调控。这一特性使得W-VO₂薄膜在热辐射调制、热伪装等领域具有巨大的应用潜力。

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