Vysokovýkonová pulzní reaktivní magnetronová depozice vrstev VO2 na skle

Abstract

Práce se zabývá problematikou vysokovýkonové pulzní reaktivní magnetronové depozice (HiPIMS) vrstev oxidu vanadičitého VO2 na skleněných substrátech. Cílem je vytvořit termochromické tenké vrstvy VO2 pomocí řízeného procesu HiPIMS depozice a vyšetřit vliv depozičních parametrů na výbojové charakteristiky a materiálové vlastnosti připravených vrstev. Vrstvy byly připraveny v atmosféře argonu a kyslíku, parciální tlak argonu par = 1 Pa, průtok argonu komorou byl 60 sccm. Hodnota parciálního tlaku pox sloužila jako kritická hodnota pro řídicí systém pulzního napouštění reaktivního plynu (O2). Naprašování probíhalo z vanadového terče (99,999 %) o průměru 50 mm na skleněný substrát umístěný na otočném držáku ve vzdálenosti 150 mm od terče. Substrát byl ohříván na depoziční teploty Ts = 250-400 °C. Reaktivní plyn byl přiváděn korundovou trubičkou do vzdálenosti 20 mm od terče a ústí trubiček směřovalo směrem k substrátu. Terč byl zatěžován průměrnou výkonovou hustotou při depozici <Sd> = 11-13 Wcm-2. Napětí na terči bylo Ud = 570-595 V, délka napěťového pulzu ton = 50 a 80 mikrosekund, opakovací frekvence pulzů f = 200 a 125 Hz, střída konstantně ton/T = 1 %. Fázové složení vrstev bylo určeno pomocí XRD analýzy. Pomocí spektroskopické elipsometrie byla určena tloušťka vrstev a spektrální závislosti optických konstant jako index lomu n a extinkční koeficient k. Měřením spektrální závislosti transmitance vrstev bylo určeno jejich termochromické chování a hodnoty integrální transmitance ve viditelném spektru Tlum, integrální transmitance reálného dopadajícího záření Tsol a modulace dopadajícího záření. Pomocí spektrofotometru bylo dále určeno hysterezní chování transmitance T2500 v infračervené oblasti při ohřevu a chlazení vrstev. Hysterezní chování bylo obdobně určeno i z rezistivity vrstev změřené pomocí čtyřbodové metody. Hodnoty přechodové teploty Ttr byly určeny dvěma metodami z tvaru zmíněných hysterezních křivek.