【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于芯片热敏薄膜制备，具体涉及一种三元掺杂氧化钒薄膜及其制备方法和应用。
技术介绍
1、氧化钒是一种具有从低温绝缘态转变为高温金属态可逆相变特殊性质的过渡金属氧化物。相较于其他价态的钒氧化物，氧化钒的绝缘－金属相转变温度更接近室温(约为340k)，同时在发生相变的过程中，其伴随着红外透射率、电阻率等光学及电学性能的突变。因此，基于该重要特性，氧化钒近年来被广泛应用于红外温度传感器热敏薄膜、变色玻璃与智能控温涂层制造、两端及三端电子开关研发等众多关键领域。
2、尽管氧化钒具备优异的相转变特性，但其相变温度仍与室温偏差较大且十分单一，导致应用场景范围大受限制。因此，国内外近年来开展了众多与诱导调控氧化钒相变行为相关的研究。热场、电场与应力等外界物理环境诱导以及掺杂、空位引入和离子注入等化学改性手段均有利于促进氧化钒的相变过程，并改善其相转变温度。其中，掺杂改性是目前应用最广泛、效果最显著的化学诱导方法，主要通过引入高、低价态阳离子或阴离子调控四价钒离子的dⅱ轨道分裂间隙，进而在一定程度上提高或降低材料相转变温度。此外，掺杂方法还能够改善氧化钒的温度电阻系数tcr，使其更有效地应用于热敏薄膜层材料。目前的氧化钒掺杂改性研究主要存在以下问题：一是掺杂离子种类和方式单一，通常仅将一种金属阳离子如：铌离子、钨离子引入氧化钒；二是在掺杂源的选择及制备上创新性不强。因此，氧化钒的掺杂改性研究仍有很大的创新和发展空间。
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的
2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。
3、因此，本专利技术的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种三元掺杂氧化钒薄膜的制备方法。
4、为解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案，包括，
5、钒酸铵与氟源、铌源、铬源混合溶于去离子水中，得到的混合溶液持续搅拌，得到三元掺杂钒基前驱液；
6、三元掺杂钒基前驱液移入放置有衬底的反应釜内，进行水热反应，反应结束后冷却至室温，得到改性氧化钒薄膜；
7、将改性氧化钒薄膜清洗、烘干后，补氧空位处理，即可得到三元掺杂氧化钒薄膜。
8、作为本专利技术所述三元掺杂氧化钒薄膜的制备方法一种优选方案，其中：所述氟源中的氟原子与钒酸铵中的氧原子的摩尔比为1：15～1：25，所述铌源中的铌原子与钒酸铵中的钒原子的摩尔比为1：15～1：25，所述铬源中的铬原子与钒酸铵中的钒原子的摩尔比为1：15～1：25。
9、作为本专利技术所述三元掺杂氧化钒薄膜的制备方法的一种优选方案，其中：所述氟源包括氟化铵、氟化钠、氟硼酸铵、氟硼酸钠中的一种或多种；所述铌源包括草酸铌铵、乙酸铌、铌酸铵中的一种或多种；所述铌源包括铬酸钾、铬酸钠、铬酸铵中的一种或多种。
10、作为本专利技术所述三元掺杂氧化钒薄膜的制备方法一种优选方案，其中：所述搅拌，其中，搅拌温度为45～65℃，搅拌时间为1～3h。
11、作为本专利技术所述三元掺杂氧化钒薄膜的制备方法一种优选方案，其中：所述衬底包括重掺杂硅衬底、轻掺杂硅衬底、双抛蓝宝石衬底或多孔碳柔性衬底中的一种。
12、作为本专利技术所述三元掺杂氧化钒薄膜的制备方法一种优选方案，其中：所述水热反应，其中，反应温度为260～300℃，反应时间为1～5h。
13、作为本专利技术所述三元掺杂氧化钒薄膜的制备方法一种优选方案，其中：所述烘干，其中，烘干温度为45～55℃，烘干时间为4～8h。
14、作为本专利技术所述三元掺杂氧化钒薄膜的制备方法一种优选方案，其中：所述补氧空位处理为在2～8kpa的空气气氛中退火。
15、作为本专利技术所述三元掺杂氧化钒薄膜的制备方法一种优选方案，其中：所述退火，其中，退火温度为300～400℃、退火时间为60～180s。
16、本专利技术再一的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种三元掺杂氧化钒薄膜。
17、本专利技术再一的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种三元掺杂氧化钒薄膜在非制冷型红外探测芯片热敏薄膜制备上的应用。
18、本专利技术有益效果：
19、(1)本专利技术采用一步水热合成，简化了材料制备步骤并减少了杂质引入，有利于提高薄膜的纯度。
20、(2)本专利技术的制备方法通过三元掺杂抑制氧化钒晶体的生长，晶粒尺寸减小从而降低表面粗糙度。
21、(3)由金属相向绝缘相转变的临界温度值降低，更容易在接近室温的温度下发生相转变，有利于扩大其应用领域及工作温度范围。
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1.一种三元掺杂氧化钒薄膜的制备方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的三元掺杂氧化钒薄膜的制备方法，其特征在于：所述氟源中的氟原子与钒酸铵中的氧原子的摩尔比为1：15～1：25，所述铌源中的铌原子与钒酸铵中的钒原子的摩尔比为1：15～1：25，所述铬源中的铬原子与钒酸铵中的钒原子的摩尔比为1：15～1：25。
3.如权利要求1所述的三元掺杂氧化钒薄膜的制备方法，其特征在于：所述氟源包括氟化铵、氟化钠、氟硼酸铵、氟硼酸钠中的一种或多种；所述铌源包括草酸铌铵、乙酸铌、铌酸铵中的一种或多种；所述铌源包括铬酸钾、铬酸钠、铬酸铵中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的三元掺杂氧化钒薄膜的制备方法，其特征在于：所述搅拌，其中，搅拌温度为45～65℃，搅拌时间为1～3h。
5.如权利要求1所述的三元掺杂氧化钒材料的制备方法，其特征在于：所述衬底包括重掺杂硅衬底、轻掺杂硅衬底、双抛蓝宝石衬底或多孔碳柔性衬底中的一种。
6.如权利要求1所述的三元掺杂氧化钒薄膜的制备方法，其特征在于：所述水热反应，其中，反应温度为260～300℃
7.如权利要求1所述的三元掺杂氧化钒薄膜的制备方法，其特征在于：所述烘干，其中，烘干温度为45～55℃，烘干时间为4～8h。
8.如权利要求1所述的三元掺杂氧化钒薄膜的制备方法，其特征在于：所述补氧空位处理为在2～8kPa的空气气氛中退火，其中，退火温度为300～400℃、退火时间为60～180s。
9.如权利要求1～8任一所述的制备方法制备得到的三元掺杂氧化钒薄膜。
10.如权利要求9所述的三元掺杂氧化钒薄膜在非制冷型红外探测芯片热敏薄膜制备上的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种三元掺杂氧化钒薄膜的制备方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的三元掺杂氧化钒薄膜的制备方法，其特征在于：所述氟源中的氟原子与钒酸铵中的氧原子的摩尔比为1：15～1：25，所述铌源中的铌原子与钒酸铵中的钒原子的摩尔比为1：15～1：25，所述铬源中的铬原子与钒酸铵中的钒原子的摩尔比为1：15～1：25。
3.如权利要求1所述的三元掺杂氧化钒薄膜的制备方法，其特征在于：所述氟源包括氟化铵、氟化钠、氟硼酸铵、氟硼酸钠中的一种或多种；所述铌源包括草酸铌铵、乙酸铌、铌酸铵中的一种或多种；所述铌源包括铬酸钾、铬酸钠、铬酸铵中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的三元掺杂氧化钒薄膜的制备方法，其特征在于：所述搅拌，其中，搅拌温度为45～65℃，搅拌时间为1～3h。
5.如权利要求1所述的三元掺杂氧化钒...
【专利技术属性】
技术研发人员：金庆忍，周柯，莫枝阅，覃思，卢柏桦，廖文涛，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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