基于二氧化钒相变微驱动器的设计与构造文献综述

文献综述

1.二氧化钒概述钒(Vanadium，原子序数23，VB族元素)是一种过渡族的金属元素，有VO、V2O3、VO2、V2O5等众多氧化物，呈现出了 2、 3、 4及 5等多种价态，本文中全部以介绍VO2为主，此时V为 4价，是一种比较稳定的状态。

截止到目前为止，共发现VO2存在不同的结构类型VO2(R)，VO2(M)，VO2(A)，VO2(B)，VO2(C)(I4/mmm)，VO2(D)，VO2(T)。

自从1959年，Morin发现VO2特殊的金属-绝缘体相变特征之后，科学界引起了广泛重视，并且越来越多的科研人员开始以VO2为钒源制备出纳米薄膜、纳米线等，甚至在此基础上搭配各种化学工艺设计制备出多种器件。

与此同时，在热、电、光等多种刺激下，其金属-绝缘相的相互转变的过程也引起了人们极大的兴趣。

VO2在68℃下可以发生由绝缘相到金属相的可逆相变，正常情况下，68℃是一个比较容易实现的温度，升温过程的相变温度和降温过程的相变温度不同，存在热滞区间，此外，热电光均可触发其发生相变。

不同的制备方法会造成相变温度的不同，例如在薄膜中引入氧空位会引起相变温度的降低，完好化学计量比的VO2相变温度在68℃(341K)。

同时绝缘相和金属相的晶格常数不同，相应的体积也不相同，因而体态VO2在相变过程中会出现裂缝，而薄膜或者纳米形态的VO2可以循环的发生相变过程。

当温度超过相变温度以后，VO2的电阻从绝缘态转变为金属态，通常电阻发生3-5个数量级的变化。

完美体态单晶VO2可以发生5个数量级的变化，同时相变磁滞宽度小于2℃，但会出现裂缝，降低了实用性。