（b）红外成像

传统的红外探测器必须在低温下工作，所以需要配备制冷器，从而导致设备体积大、工 作过程麻烦等问题。近年来发现 VO2 薄膜具有高电阻温度系数、高电阻率、低热导率、高动 态响应和线性响应等特点，所以 VO2 薄膜可以作为理想的红外焦平面材料[15]。当红外光照射 薄膜单元时，薄膜吸收红外光能量导致温度升高。当温度升高到相变点时发生相变，造成其 电阻发生变化，从而将温度变化转换成电压或电流信号。这种技术以其非制冷性可提供 8～ 14µm 窗口的快速热成像，并成功解决了将红外探测单元集成到硅集成电路的技术难题，从 而带来了红外焦平面技术的重大变革。

（c）激光防护

激光对各种靶材料的破坏属于热破坏，包括熔化、汽化等。可以利用 VO2 薄膜作为红外 脉冲激光的防护材料[16]，在激光对探测器造成破坏之前升至相变温度，对红外光由高透射变 为高反射，从而迅速减少进入光学系统的能量，实现对人眼、电子构件、光学窗口、装备表 面等的激光防护。这种基于相变原理的激光防护同时又不影响探测器的信号接收。

1。2。4 VO2 应用于智能玻璃的瓶颈

实验室向产业化迈进主要有以下几个问题需要解决：①如何将相变温度降低至室温；② 如何将可见光透过率提高到合适；③如何提高耐久度。

降低相变温度：通过掺杂 W、Mo、F 等元素可以降低相变温度，日本已经可以降到 25°C， 英国降到 29°C，亦可以降到 5°C，人为设置温控开关。每掺入 1%含量的 W，VO2 的相变温 度降低 20K，因此当 W 的掺入量控制在 2%左右时 ，VO2 的相变温度就可以降低至室温附 近，适合于实际应用，但是纯掺杂实验都表明掺杂的同时也会扩大热滞回线宽度[17]。国内目 前已有机构可以降到 28°C ~32°C 左右。

提高可见光透过率：一种措施是对二氧化钒薄膜实行氟离子取代，另一种是在二氧化钒

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薄膜镀上适合的减反射膜[18]。二氧化硅薄膜是常用的减反射膜，能使可见光透过率大大提高， 最高可以提高到 70%。国内机构目前可以做到 40~50% 甚至更高，已满足应用于建筑玻璃的 需求，未来还有提高的潜力。而低透过率型的二氧化钒薄膜玻璃可以应用于汽车玻璃贴膜方 面，保护车内用户隐私并且实现节能环保效应，维持车内恒定温度从而减少空调暖气的使用。

提高耐久度：可以通过外层镀膜来提高耐久度，还可以制备成二氧化钒微晶玻璃避免老 化。

1。2。5  VO2 薄膜及其制备方法

近年来，主要是通过 VO2 薄膜来研究 VO2 晶体的相变机理。VO2 薄膜的制备方法很多， 目前成熟的制备方法主要有五类：化学气相沉积 CVD、反应溅射、有机溶胶-凝胶法、脉冲 激光沉积 PLD、反应蒸发镀膜。

（1）化学气相沉积：CVD 是利用反应物在气态条件下发生化学反应，生成固态物质沉积在 加热的衬底上。常使用的钒源有 V(C5H7O)4、VOCl3、VCl4 等。Blackman 等[19]利用 VCl4、WCl6 和去离子水在 550℃沉积制得不同厚度的 VO2 薄膜。

（2）反应溅射：溅射法是利用在电场加速后获得能量的离子轰击靶材，使其表面的原子或分 子溅射出来沉积到衬底上。黄章立[20]以钒作为靶材，采用 O2-Ar 等离子体溅射，然后在 N2 气中退火，进而制得 VO2 薄膜。其中氧氩比决定着薄膜的成分，是制备性能优异的 VO2 薄膜 的关键参数。反应溅射法的优点有工艺易于复制、可制备多层薄膜等，但成本昂贵、沉积速 率慢。