非平衡放电等离子反应掺杂实现VO2高度可调的金属-绝缘体转变与改善的机械稳定性
材料科学
2023-01-03 v1
摘要
尽管二氧化钒（VO2）在近室温下表现出最急剧的金属-绝缘体转变（MIT）特性，但由于V4+相关的高复杂性与易受影响性，目前对其MIT功能的调控尚不充分。在此，我们展示了一种放电等离子辅助反应烧结（SPARS）方法，在极短周期内（约10分钟）同时实现VO2的原位掺杂与烧结。这通过涵盖Ti、W、Nb、Mo、Cr和Fe的掺杂元素对VO2电子结构调控带来了高度便利与灵活性，从而使其金属-绝缘体转变温度（TMIT）与基础电阻率得到广泛调节。此外，借助高熔点掺杂氧化物的复合效应，掺杂VO2的机械强度同时得到大幅提升。MIT特性的高可调性与改善的机械性能进一步为VO2在功率电子、热致变色与红外伪装中的实际应用铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2301.00634,
title = {Non-Equilibrium Spark Plasma Reactive Doping Enables Highly Adjustable Metal to Insulator Transitions and Improved Mechanical Stability for VO2},
author = {Xuanchi Zhou and Yuchen Cui and Yanlong Shang and Haifan Li and Jiaou Wang and Ye Meng and Xiaoguang Xu and Yong Jiang and Nuofu Chen and Jikun Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.00634},
year = {2023}
}