ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО И ЭЛЕКТРИЧЕСКИ ИНИЦИИРОВАННОГО ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА В ДИОКСИДЕ ВАНАДИЯ МЕТОДАМИ ЭЛЛИПСОМЕТРИИ
К.Е. Капогузов1,2, В.Б. Калинина1,2, И.А. Азаров1,2, А.Е. Гайдук1, В.Н. Кичай3, Л.В. Яковкина3, С.В. Мутилин1
1Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН, Новосибирск, Россия
2Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
3Институт неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН, Новосибирск, Россия
Ключевые слова: диоксид ванадия, фазовый переход полупроводник-металл, эллипсометрия, численные методы решения, электрооптические переключения
Страницы: 23-32
Аннотация
Проведено исследование температурно- и электрически инициированного фазового перехода в тонких плёнках диоксида ванадия методами спектральной и микроэллипсометрии. Показано, что сопротивление плёнки VO2 резко изменяется более чем на три порядка при температуре около 67 °C, что связано с фазовым переходом полупроводник-металл. С использованием разработанного численного алгоритма решения обратной задачи эллипсометрии из экспериментально определённых параметров Ψ и ∆ рассчитаны спектральные зависимости показателей преломления n(λ) и поглощения k(λ) для полупроводниковой и металлической фазы диоксида ванадия. Установлено, что в ультрафиолетовой и видимой областях спектра изменения n и k при нагреве незначительны, тогда как в ближнем инфракрасном диапазоне наблюдается резкое перераспределение оптического отклика, связанное с фазовым переходом в диоксиде ванадия. Показано, что наибольшие изменения показателей преломления и поглощения происходят на длине волны 1100 нм и составляют от 2,94 до 1,57 и от 0,91 до 1,95 соответственно. Методом микроэллипсометрии зафиксировано обратимое изменение параметров Ψ и ∆ при электрически инициированном образовании тонкого проводящего филамента в диоксиде ванадия между двумя контактными площадками. Полученные результаты демонстрируют перспективность диоксида ванадия для применения в перестраиваемых оптических и оптоэлектронных устройствах ближнего и среднего инфракрасного диапазонов.
DOI: 10.15372/AUT20250603 |
