Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 9/2015

01.09.2015

Effect of O2 flow rate in the annealing process on metal–insulator transition of vanadium oxide thin films

verfasst von: Na Li, Ming Hu, Ji-Ran Liang, Xing Liu, Mai-Jun Wu

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 9/2015

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Vanadium oxide (VOx) thin films were fabricated on the sapphire substrates by sputtering deposition and subsequent rapid-thermal-annealing (RTA) process. The effect of O2 flow rate on the crystal structure, surface morphology and phase transition property of thin films was studied. The results indicated that VOx thin films were polycrystalline structures and consisted of irregular blocky-shaped grains. As the O2 flow rate increased from 3 to 4.5 slpm, the oxidation was enhanced and the grain size decreased gradually. In addition, when we increased O2 flow rate, phase transition amplitude increased from 5.4 to 117 and the phase transition temperature decreased from 50.45 °C to 45.37 °C. The hysteresis width almost increased as O2 flow rate increased. More interesting, we found that the value of \(d\lg {\text{R}}_{\square } /dT\) became big at high temperature which could be attributed to the phase transition and the variation trend of difference was in line with the phase transition amplitude. So, it could be concluded that O2 flow rate in the RTA process played a significant role in the properties of VOx thin films.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat P. Limelette, A. Georges, D. Jerome, P. Wzietek, P. Metcalf, J.M. Honig, Science 302, 89–92 (2003)CrossRef P. Limelette, A. Georges, D. Jerome, P. Wzietek, P. Metcalf, J.M. Honig, Science 302, 89–92 (2003)CrossRef
2.
3.
Zurück zum Zitat Y.Y. Luo, L.Q. Zhu, Y.X. Zhang, S.S. Pan, S.C. Xu, M. Liu, G.H. Li, J. Appl. Phys. 113, 183520 (2013)CrossRef Y.Y. Luo, L.Q. Zhu, Y.X. Zhang, S.S. Pan, S.C. Xu, M. Liu, G.H. Li, J. Appl. Phys. 113, 183520 (2013)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat E.M. Heckman, L.P. Gonzalez, S. Guha, J.O. Barnes, A. Carpenter, Thin Solid Films 518, 265–268 (2009)CrossRef E.M. Heckman, L.P. Gonzalez, S. Guha, J.O. Barnes, A. Carpenter, Thin Solid Films 518, 265–268 (2009)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat M.M. Rahman, J.Z. Wang, N.H. Idris, Z.X. Chen, H.K. Liu, Electrochim. Acta 56, 693–699 (2010)CrossRef M.M. Rahman, J.Z. Wang, N.H. Idris, Z.X. Chen, H.K. Liu, Electrochim. Acta 56, 693–699 (2010)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat T. Driscoll, H.T. Kim, B.G. Chae, B.J. Kim, Y.W. Lee, N.M. Jokerst, S. Palit, D.R. Smith, M.D. Ventra, D.N. Basov, Science 325, 1518–1521 (2009)CrossRef T. Driscoll, H.T. Kim, B.G. Chae, B.J. Kim, Y.W. Lee, N.M. Jokerst, S. Palit, D.R. Smith, M.D. Ventra, D.N. Basov, Science 325, 1518–1521 (2009)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat G. Seo, B.J. Kim, L.Y. Wook, H.T. Kim, Appl. Phys. Lett. 100, 011908 (2012)CrossRef G. Seo, B.J. Kim, L.Y. Wook, H.T. Kim, Appl. Phys. Lett. 100, 011908 (2012)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat M.J. Lee, Y. Park, D.S. Suh, E.H. Lee, S. Seo, D.C. Kim, R. Jung, B.S. Kang, S.E. Ahn, C.B. Lee, Adv. Mater. 19, 3919–3923 (2007)CrossRef M.J. Lee, Y. Park, D.S. Suh, E.H. Lee, S. Seo, D.C. Kim, R. Jung, B.S. Kang, S.E. Ahn, C.B. Lee, Adv. Mater. 19, 3919–3923 (2007)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Z.L. Huang, S.H. Chen, C.H. Lv, Y. Huang, J.J. Lai, Appl. Phys. Lett. 101, 191905 (2012)CrossRef Z.L. Huang, S.H. Chen, C.H. Lv, Y. Huang, J.J. Lai, Appl. Phys. Lett. 101, 191905 (2012)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Z.L. Huang, S.H. Chen, B.Q. Wang, Y. Huang, N.F. Liu, J. Xu, J.J. Lai, Thin Solid Films 519, 4246–4248 (2011)CrossRef Z.L. Huang, S.H. Chen, B.Q. Wang, Y. Huang, N.F. Liu, J. Xu, J.J. Lai, Thin Solid Films 519, 4246–4248 (2011)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat M. Soltani, M. Chaker, E. Haddad, R.V. Kruzelecky, J. Margot, Appl. Phys. Lett. 85, 1958–1960 (2004)CrossRef M. Soltani, M. Chaker, E. Haddad, R.V. Kruzelecky, J. Margot, Appl. Phys. Lett. 85, 1958–1960 (2004)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat M.B. Sahana, M.S. Dharmaprakash, S.A. Shivashankar, J. Mater. Chem. 12, 333–338 (2002)CrossRef M.B. Sahana, M.S. Dharmaprakash, S.A. Shivashankar, J. Mater. Chem. 12, 333–338 (2002)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat D. Vernardou, M.E. Pemble, D.W. Sheel, Chem. Vap. Depos. 12, 263–274 (2006)CrossRef D. Vernardou, M.E. Pemble, D.W. Sheel, Chem. Vap. Depos. 12, 263–274 (2006)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat D. Vernardou, D. Louloudakis, E. Spanakis, N. Katsarakis, E. Koudoumas, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 128, 36–40 (2014)CrossRef D. Vernardou, D. Louloudakis, E. Spanakis, N. Katsarakis, E. Koudoumas, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 128, 36–40 (2014)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat C. Ba, S.T. Bah, M. D’Auteuil, P.V. Ashrit, R. Vallee, A.C.S. Appl, Mater. Interfaces 5, 12520–12525 (2013)CrossRef C. Ba, S.T. Bah, M. D’Auteuil, P.V. Ashrit, R. Vallee, A.C.S. Appl, Mater. Interfaces 5, 12520–12525 (2013)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat J.B.K. Kana, J.M. Ndjaka, P.O. Ateba, B.D. Ngom, N. Manyala, O. Nemraoui, A.C. Beye, M. Maaza, Appl. Surf. Sci. 254, 3959–3963 (2008)CrossRef J.B.K. Kana, J.M. Ndjaka, P.O. Ateba, B.D. Ngom, N. Manyala, O. Nemraoui, A.C. Beye, M. Maaza, Appl. Surf. Sci. 254, 3959–3963 (2008)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat Z.F. Luo, X. Zhou, D.W. Yan, D. Wang, Z.Y. Li, C.B. Yang, Y.D. Jiang, Thin Solid Films 550, 227–232 (2014)CrossRef Z.F. Luo, X. Zhou, D.W. Yan, D. Wang, Z.Y. Li, C.B. Yang, Y.D. Jiang, Thin Solid Films 550, 227–232 (2014)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat L. Mathevula, B.D. Ngom, L. Kotsedi, P. Sechogela, T.B. Doyle, M. Ghouti, M. Maaza, Appl. Surf. Sci. 314, 476–480 (2014)CrossRef L. Mathevula, B.D. Ngom, L. Kotsedi, P. Sechogela, T.B. Doyle, M. Ghouti, M. Maaza, Appl. Surf. Sci. 314, 476–480 (2014)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat J. Sakai, M. Zaghrioui, V.T. Phuoc, S. Roger, C. Autret-Lambert, K. Okimura, J. Appl. Phys. 113, 123503 (2013)CrossRef J. Sakai, M. Zaghrioui, V.T. Phuoc, S. Roger, C. Autret-Lambert, K. Okimura, J. Appl. Phys. 113, 123503 (2013)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat Y.X. Guo, Y.F. Liu, C.W. Zou, Z.W. Qi, Y.Y. Wang, Y.Q. Xu, X.L. Wang, F. Zhang, R. Zhou, Appl. Phys. A 115, 1245–1250 (2013)CrossRef Y.X. Guo, Y.F. Liu, C.W. Zou, Z.W. Qi, Y.Y. Wang, Y.Q. Xu, X.L. Wang, F. Zhang, R. Zhou, Appl. Phys. A 115, 1245–1250 (2013)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat J. Leroy, A. Bessaudou, F. Cosset, A. Crunteanu, Structural. Thin Solid Films 520, 4823–4825 (2012)CrossRef J. Leroy, A. Bessaudou, F. Cosset, A. Crunteanu, Structural. Thin Solid Films 520, 4823–4825 (2012)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat R.E. Marvel, K. Appavoo, B.K. Choi, J. Nag, R.F. Haglund, Appl. Phys. A 111, 975–981 (2013)CrossRef R.E. Marvel, K. Appavoo, B.K. Choi, J. Nag, R.F. Haglund, Appl. Phys. A 111, 975–981 (2013)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat C. Zhang, W. Cao, A.V. Adedeji, H.E. Elsayed-Ali, J. Sol–gel Sci. Technol. 69, 320–324 (2013)CrossRef C. Zhang, W. Cao, A.V. Adedeji, H.E. Elsayed-Ali, J. Sol–gel Sci. Technol. 69, 320–324 (2013)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat J. Wu, W.X. Huang, Q.W. Shi, J.H. Cai, D. Zhao, Y.B. Zhang, J.Z. Yan, Appl. Surf. Sci. 268, 556–560 (2013)CrossRef J. Wu, W.X. Huang, Q.W. Shi, J.H. Cai, D. Zhao, Y.B. Zhang, J.Z. Yan, Appl. Surf. Sci. 268, 556–560 (2013)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat Y.J. Xu, W.X. Huang, Q.W. Shi, Y.B. Zhang, J. Wu, L.W. Song, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 24, 3823–3829 (2013) Y.J. Xu, W.X. Huang, Q.W. Shi, Y.B. Zhang, J. Wu, L.W. Song, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 24, 3823–3829 (2013)
26.
Zurück zum Zitat L.L. Fan, S. Chen, Y.F. Wu, F.H. Chen, W.S. Chu, X. Chen, C.W. Zou, Z.Y. Wu, Appl. Phys. Lett. 103, 131914 (2013)CrossRef L.L. Fan, S. Chen, Y.F. Wu, F.H. Chen, W.S. Chu, X. Chen, C.W. Zou, Z.Y. Wu, Appl. Phys. Lett. 103, 131914 (2013)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat S. Kittiwatanakul, J. Laverock, D. Newby, K.E. Smith, S.A. Wolf, J.W. Lu, J. Appl. Phys. 114, 053703 (2013)CrossRef S. Kittiwatanakul, J. Laverock, D. Newby, K.E. Smith, S.A. Wolf, J.W. Lu, J. Appl. Phys. 114, 053703 (2013)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat H.F. Zhang, Z.M. Wu, Q. He, Y.D. Jiang, Appl. Surf. Sci. 277, 218–222 (2013)CrossRef H.F. Zhang, Z.M. Wu, Q. He, Y.D. Jiang, Appl. Surf. Sci. 277, 218–222 (2013)CrossRef
Metadaten
Titel
Effect of O2 flow rate in the annealing process on metal–insulator transition of vanadium oxide thin films
verfasst von
Na Li
Ming Hu
Ji-Ran Liang
Xing Liu
Mai-Jun Wu
Publikationsdatum
01.09.2015
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 9/2015
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-015-3310-y

Weitere Artikel der Ausgabe 9/2015

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 9/2015 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt