Тонкие плёнки оксидов ванадия для электродинамических приложений

Разработан метод синтеза, позволяющий получать поликристаллические тонкие (толщиной 100-200 нм) плёнки VO₂, обладающие высокой амплитудой (более 1000 раз) перехода металл-диэлектрик (отношением сопротивлений в диэлектрическом и металлическом состояниях) на неэпитаксиальных подложках из поликристаллического Al2O3 большой площади. Для синтеза тонких плёнок применяется высокочастотное магнетронное распыление мишени из металлического ванадия в кислородно-аргоновой газовой смеси. Синтезированные плёнки подвергаются отжигу при температуре 720°С в нейтральной атмосфере. Отжиг позволяет добиться изменения стехиометрии, получив плёнку, близкую по составу к VO₂, и осуществить рекристаллизацию плёнки, что на порядок увеличивает амплитуду перехода за счёт роста размеров кристаллитов и связанного с этим уменьшения внутренних напряжений в плёнке. Проведённые исследования структуры и фазового состава напыляемых плёнок при помощи сканирующей электронной микроскопии, энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния позволили определить оптимальные параметры синтеза: концентрацию кислорода в газовой смеси, расстояние мишень-подложка, электрическое смещение на подложке, температуру подложки при напылении, а также температуру и время фазообразующего отжига. Полученные плёнки использованы в качестве активного элемента при создании управляемой частотно-селективной поверхности для СВЧ диапазона.