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二氧化釩場致相變薄膜材料--製備性能調控及應用

  • 作者：王慶國//曲兆明//孫肖寧//趙敏//山世浩等|責編:牛宇鋒//羅娟
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030733702
  • 出版日期：2024/02/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：231
人民幣：RMB 138 元      售價：元
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內容大鋼
    二氧化釩薄膜材料是一種在電場誘導下可以產生可逆「絕緣-類金屬導體相變」的金屬氧化物材料，在電子信息設備的電磁脈衝防護、特別是對於具有電磁輻射信息收/發功能的電子系統的智能電磁脈衝防護具有重要應用價前景。本書介紹了電場誘導條件下二氧化釩及其摻雜薄膜材料相變機理和建模模擬方法、相變性能測試方法，闡述了基於溶膠凝膠法和磁控濺射鍍膜法的二氧化釩晶體薄膜材料製備技術、基於元素摻雜/多相複合摻雜以及多物理場協同效應的場致相變性能調控方法以及材料在可重構極化轉化超材料中的應用。
作者介紹
王慶國//曲兆明//孫肖寧//趙敏//山世浩等|責編:牛宇鋒//羅娟
目錄
前言
第1章  緒論
  1.1  引言
  1.2  VO2薄膜的晶體結構與性質
  1.3  VO2薄膜製備技術
  1.4  VO2相變特性研究進展
    1.4.1  測試方法
    1.4.2  響應時間
    1.4.3  臨界場調控方法
  1.5  VO2相變理論研究進展
    1.5.1  焦耳熱機制
    1.5.2  電場機制
  1.6  複合材料導電機理
    1.6.1  導電通道理論
    1.6.2  量子隧穿理論
    1.6.3  場致發射理論
  1.7  應用技術研究
    1.7.1  微波調製器件
    1.7.2  太赫茲器件
    1.7.3  可重構插槽天線
  參考文獻
第2章  VO2薄膜相變理論建模與模擬計算
  2.1  固體多粒子體系計算模擬方法
    2.1.1  計算物理基本研究方法選擇
    2.1.2  基於第一性原理方法分析固體體系結構
  2.2  VO2MIT電場可調性計算研究
    2.2.1  模型建立與收斂性討論
    2.2.2  VO2純相晶體的不同磁性態計算
    2.2.3  VO2純相晶體的LDA+U不同U值計算
    2.2.4  VO2體系電子結構與體系總能計算
    2.2.5  電場下VO2體系相穩定性計算研究
  參考文獻
第3章  VO2薄膜脈衝相變性能測試方法
  3.1  引言
  3.2  薄膜材料場致相變測試概述
    3.2.1  強電場環境下薄膜材料電學相變性能測試的一般要求
    3.2.2  現有測試方法
  3.3  直流測試系統
    3.3.1  測試電路結構設計
    3.3.2  測試系統搭建
    3.3.3  測試系統驗證實驗
  3.4  脈衝測試系統
    3.4.1  串聯微帶線法的原理分析
    3.4.2  測試系統等效電路模型理論分析
    3.4.3  材料性能測試與分析
  參考文獻
第4章  溶膠-凝膠法VO2薄膜製備及性能調控
  4.1  VO2及其摻雜薄膜製備技術研究
    4.1.1  無機溶膠-凝膠法製備VO2薄膜工藝流程
    4.1.2  無機溶膠-凝膠法製備本征VO2薄膜

    4.1.3  無機溶膠-凝膠法製備摻雜VO2薄膜
  4.2  退火工藝參數對VO2薄膜物相的影響規律研究
    4.2.1  直接退火工藝
    4.2.2  預退火對薄膜材料的影響
  4.3  基於摻雜與多物理場的VO2薄膜相變臨界電場強度調控效應研究
    4.3.1  摻雜VO2薄膜相變臨界電場強度的調控
    4.3.2  多物理場對VO2薄膜相變性能的協同調控效應
  4.4  釩氧化物薄膜多相共存狀態對相變臨界電場強度影響規律的研究
    4.4.1  多相共存薄膜對VO2相變臨界電場強度調控的理論分析
    4.4.2  多相共存釩氧化物的製備
    4.4.3  多相共存釩氧化物薄膜的物相和含量分析
    4.4.4  多相共存釩氧化物薄膜的相變溫度測試
    4.4.5  多相共存釩氧化物薄膜對相變臨界電場強度的調控
  參考文獻
第5章  磁控濺射法VO2薄膜製備及性能調控
  5.1  VO2薄膜製備與表徵方法
    5.1.1  實驗材料與儀器
    5.1.2  製備步驟
    5.1.3  表徵手段
  5.2  磁控濺射工藝參數對薄膜的影響規律研究
    5.2.1  濺射氣壓對薄膜形貌的影響
    5.2.2  濺射電壓對晶體微觀生長形貌的影響
    5.2.3  O2/Ar比對釩價態的影響
    5.2.4  濺射溫度對晶粒生長的影響
  5.3  退火處理對VO2薄膜的影響規律研究
    5.3.1  氧化工藝對V2O5薄膜的生成和表面形貌的影響規律
    5.3.2  退火溫度對VO2薄膜的影響規律
    5.3.3  退火時間對VO2薄膜的影響規律
  5.4  電場激勵下VO2相變性能及其調控技術研究
    5.4.1  多價態共存的釩氧化物相變性能測試
    5.4.2  VO2相變驅動機制的探討分析
  參考文獻
第6章  水熱法VO2複合薄膜製備及性能調控
  6.1  引言
  6.2  水熱法製備VO2實驗方案
    6.2.1  主要化學試劑與設備
    6.2.2  製備方法
    6.2.3  表徵與測試方法
  6.3  納米VO2微觀形貌表徵與分析
    6.3.1  水熱溫度和時間對納米VO2(B)的影響
    6.3.2  水熱溫度和時間對納米VO2(M)的影響
    6.3.3  退火處理對納米VO2(M)的影響
  6.4  水熱法製備納米VO2相變特性調控方法研究
    6.4.1  水熱條件對VO2相變特性的調控規律
    6.4.2  退火條件對VO2相變特性的調控規律
  6.5  VO2複合薄膜場致相變機理建模分析
  參考文獻
第7章  包覆改性VO2納米顆粒的製備及其相變特性調控方法研究
  7.1  引言
  7.2  VO2包覆改性實驗方案

    7.2.1  主要化學試劑與設備
    7.2.2  VO2@SiO2製備方法
    7.2.3  表徵方法
  7.3  VO2@SiO2納米顆粒表徵與分析
    7.3.1  微觀結構分析
    7.3.2  晶型結構分析
  7.4  包覆改性對VO2納米顆粒抗氧化性能的影響
  7.5  包覆改性對VO2複合薄膜相變特性的調控規律研究
    7.5.1  溫致相變性能
    7.5.2  場致相變性能
  7.6  VO2@SiO2複合薄膜相變機理建模分析
  參考文獻
第8章  VO2複合薄膜場致相變機理的模擬模擬和數學建模研究
  8.1  引言
  8.2  VO2複合薄膜場致相變模擬模型
    8.2.1  VO2複合薄膜實驗製備與測試
    8.2.2  複合薄膜模擬模型
  8.3  基於有限元法的VO2複合薄膜場致相變機理模擬研究
    8.3.1  電極間距對相變電壓的影響
    8.3.2  場致相變過程中導電通道形成過程
    8.3.3  真實傳熱模型下場致相變機理
    8.3.4  理想絕熱條件下場致相變機理
  8.4  基於熱平衡方程的VO2複合薄膜場致相變機理數學計算研究
    8.4.1  數學計算模型
    8.4.2  理想絕熱條件下場致相變閾值預測
    8.4.3  真實傳熱模式下場致相變閾值預測
  參考文獻
第9章  基於VO2的可重構極化轉換超材料研究
  9.1  引言
  9.2  VO2相變油墨製備與優化
  9.3  溫控可重構極化轉換超材料
    9.3.1  單元結構設計與優化
    9.3.2  VO2對超材料極化性能的影響
    9.3.3  超材料工作機理分析
    9.3.4  VO2對超材料能量損耗的影響
    9.3.5  實驗驗證
  9.4  電控可重構極化轉換超材料
    9.4.1  單元結構設計與優化
    9.4.2  VO2對超材料工作性能的影響
    9.4.3  可重構超材料能量損耗分析
    9.4.4  實驗驗證
  參考文獻

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