具有升高转变温度和高电阻开关的双层二氧化钒薄膜
材料科学
2024-01-01 v1 强关联电子
摘要
尽管二氧化钒(VO)的相变应用引起了广泛关注，但制备具有升高转变温度(TIMT)和高绝缘体-金属转变电阻开关的高质量VO薄膜仍然是一个挑战。本研究引入了一种两步大气氧化方法，在c面蓝宝石衬底上制备双层VO/VO薄膜。为了量化VO缓冲层的影响，还制备了相同厚度的单层VO薄膜。其中顶层VO薄膜欠氧化的双层VO/VO薄膜显示出TIMT升高至约97 C，这是迄今为止报道的VO薄膜中最高的之一，且以无掺杂方式实现。我们的结果还揭示了电阻开关增加一个数量级，最佳双层VO/VO薄膜从25 C到110 C显示出约3.6个数量级的开关，而最佳单层VO参考薄膜则不然。这伴随着其金属相中导通态电阻降低一个数量级。TIMT的升高，加上从双层薄膜XRD表征中提取的应变增加，表明沿c轴可能存在压应变。这些VO/VO薄膜还显示出其电阻-温度曲线斜率的显著变化，与传统的平滑转变相反。这一特征归因于由于顶层VO薄膜具有降低的TIMT而形成的金红石/单斜准异质结构。我们的发现对于VO薄膜器件的清晰制备以及关联氧化物中相变的研究都具有重要意义。
引用
@article{arxiv.2312.17437,
title = {Bilayer Vanadium Dioxide Thin Film with Elevated Transition Temperatures and High Resistance Switching},
author = {Achintya Dutta and Ashok P and Amit Verma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.17437},
year = {2024}
}