[发明专利]一种利用高能脉冲反应磁控溅射制备二氧化钒智能热控器件的方法

权利要求书

1.一种利用高能脉冲反应磁控溅射制备二氧化钒智能热控器件的方法，其特征在于：该方法按照以下步骤进行：

步骤一：利用高能脉冲靶磁控溅射装置在基底表面沉积金属反射层

依次用丙酮、甲醇和超纯水对超声基底清洗10~20min，将基底放入高能脉冲靶磁控溅射装置的溅射仓内，将溅射仓抽成真空，加热基底，然后向溅射仓内通入氩气；以金、银或铝为靶材，在基底表面沉积金属反射层；

步骤二：在金属反射层表面沉积VO₂功能层

以钒为靶材，向高能脉冲靶磁控溅射装置的溅射仓内通入氩气和氧气的混合气，在金属反射层表面沉积VO₂功能层；

步骤二所述在金属反射层上沉积VO₂功能层的具体沉积参数为：VO₂的制备温度为250~500℃、压强为0.8~1.2Pa、氧气流量为1~10sccm、氩气流量为50~90sccm、溅射时间为10~300min、脉冲频率为10~500Hz、电源功率为50~500W、基片偏压为-100~-300V；

步骤三：在VO₂功能层表面沉积保护层

以Al或Hf为靶材，向高能脉冲靶磁控溅射装置的溅射仓内通入氩气和氧气的混合气，在VO₂功能层表面沉积保护层，得到的VO₂薄膜通过感知环境的温度实现可逆的相变，进而调控器件的发射率；当温度高于VO₂相变温度时VO₂为金红石相，红外高发射；但温度低于相变温度时VO₂为单斜相，红外高透过。

2.根据权利要求1所述的利用高能脉冲反应磁控溅射制备二氧化钒智能热控器件的方法，其特征在于：步骤一所述金属反射层的厚度为20~500nm。

3.根据权利要求1所述的利用高能脉冲反应磁控溅射制备二氧化钒智能热控器件的方法，其特征在于：步骤一所述加热基底至温度为250~500℃。

4.根据权利要求1所述的利用高能脉冲反应磁控溅射制备二氧化钒智能热控器件的方法，其特征在于：步骤一所述将溅射仓抽成真空至真空度为1×10^-4~2.4 ×10^-3Pa。

5.根据权利要求1所述的利用高能脉冲反应磁控溅射制备二氧化钒智能热控器件的方法，其特征在于：步骤一所述在基底上沉积金属反射层的具体沉积参数为：金属反射层的制备温度为300~500℃、压强为0.6~1.2Pa、氩气流量为50~90sccm、溅射时间为10~300min、脉冲频率为10~500Hz、电源功率为50~500W、基片偏压为-100~-300V。

6.根据权利要求1所述的利用高能脉冲反应磁控溅射制备二氧化钒智能热控器件的方法，其特征在于：步骤二所述VO₂功能层的厚度为10~800nm。

7.根据权利要求1所述的利用高能脉冲反应磁控溅射制备二氧化钒智能热控器件的方法，其特征在于：步骤三所述保护层的厚度为10~500nm。

8.根据权利要求1所述的利用高能脉冲反应磁控溅射制备二氧化钒智能热控器件的方法，其特征在于：步骤三所述在VO₂功能层上沉积保护层的具体沉积参数为：保护层的制备温度为250~500℃、压强为0.8~1.2Pa、氧气流量为5~10sccm、氩气流量为50~90sccm、溅射时间为10~300min、脉冲频率为10~500Hz、电源功率为50~500W、基片偏压为-100~-300V。

9.根据权利要求1所述的利用高能脉冲反应磁控溅射制备二氧化钒智能热控器件的方法，其特征在于：步骤一所述基底为石英玻璃、硅酸盐玻璃或硅片。