氮杂二氧化钨钒薄膜

自上世纪50年代，人们发现二氧化钒VO₂具有与众不同的相变机能，其相变温度为68摄氏度，能够发生从低温单斜晶系转变为高温四方晶系的可逆变化，使得其电阻率、光学透过率、磁导率等物理性质发生了巨大的变化。这一特性使得其在智能开关、电子装置和光电设备中具有非常大的前景。

虽然在日常生活中68℃的应用温度还是太高，但VO₂已经是所有已知具有MIT特性的钒钛氧化物中最接近室温的化合物了，没有再低的，怎么办？热拌？是的，就是热拌，化工行业叫做掺杂法。

掺杂法是一种能有效改变 VO₂相变温度的方法。掺杂的方式有许多，制备掺杂VO₂薄膜的方法主要有溶胶-凝胶掺杂法、水热合成掺杂法、溅射掺杂法、金属有机化合物气相沉积掺杂法、脉冲激光沉积工艺 、无机溶胶-凝胶掺杂法、微波等离子法，各种方法优缺点不一，这里我们选用微波等离子法制备。

制备掺杂二氧化钒薄膜的另一个主要内容就是选定掺杂化合物，据说，高价态的金属离子可以有效改变VO₂的相变点，如 MO⁶⁺、W⁶⁺ 等。称取一定量的分析纯 V 2 O5 粉末和 W2O 3放入坩埚中，充分搅拌均匀 ，置于马弗炉中在空气介质，下加热至 900 ℃熔融 ，保温 15 min 后 ，迅速将熔融的溶液倒入一定量的去离子水中急冷 ，剧烈搅拌，直至形成化学计量比的V_{1 .96} W_{0 .04}O ₅溶胶 .使用旋涂法，在用 75 %的酒精和去离子水多次清洗过的玻璃片上镀上已经制好的V_1.96W_{0 .04}O ₅溶胶，于通风处自然吹干，即合成化学计量比的V_{1 .96} W_{0 .04}O ₅薄膜。

将已经制好的V_1.96W_{0 .04}O ₅薄膜，通过微波等离子体增强法，控制反应参数，将V_1.96W_{0 .04}O ₅薄膜还原为 V _0.98W_{0 .02}O ₂并进行氮掺杂，反应时 间为 10 ～30 min .就可以获得不同氮掺杂量的 V _0.98W_{0 .02}O ₂-x N y薄膜。

测试表明，VO 2 薄膜可以降低 VO 2 粉体的相变温度 ，大约为 6 ℃左右，随着氮和钨离子的掺入，可以有效地降低 V 0 .98W0 .02O 2 -x N y 薄膜的相变温度，改变氮气流量，最低可以将二氧化钨钒薄膜相变温度降至35℃，这是目前已知最接近日常温度的相变物质。

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