Dióxido de vanádio (VO2) é um óxido binário com um sistema eletrônico fortemente correlacionado. Devido à forte interação de seus elétrons internos, orbitas, trelícias de cristal e rodadas, mudanças locais eletrônicas e de cristais causadas por pequenos estímulos externos podem ser suficientes. induzir VO2 para se submeter a uma reversível metal-isolante Fase Transição. Juntamente com a mudança de fase, a estrutura cristalina, a resistência, a transmissão de luz infravermelha, o índice de refração e a suscetibilidade magnética da VO2 mudança drasticamente. É precisamente porque do quarto perto Temperatura de transição da fase de temperatura de VO2 e a súbita mudança de propriedades físicas e químicas antes e depois da transição de fase, tem uma perspectiva de aplicação muito ampla em eletrônicos, assuntos militares e diariamente Vida.

Porque de suas propriedades únicas, o dióxido de vanádio tornou-se uma escolha ideal para substituir materiais de silício em uma nova geração de low-poder Eletrônica Dispositivos. Os pesquisadores suíços demonstraram recentemente o uso de dióxido de vanádio em sistemas de comunicação aeroespacial para alcançar Programável Funções eletrônicas de radiofrequência, destacando o potencial de aplicação desta óxido.

característica
O dióxido de vanádio tem características de mudança de fase, e sua forma pode ser convertida entre isoladores e metais. Ele se comporta como um isolante à temperatura ambiente e se comporta como um condutor de metal acima de 68 graus Celsius. Isso é porque Sua estrutura atômica pode se transformar de uma estrutura de cristal de temperatura ambiente para uma estrutura de metal quando A temperatura é maior do que 68 graus Celsius, e a transformação leva menos do que 1 nanoosegundo, que é uma vantagem para aplicações eletrônicas. A pesquisa relacionada levou muitas pessoas a acreditar que o dióxido de vanádio pode se tornar um material revolucionário para a indústria eletrônica no futuro.

No entanto, não é fácil liberar todo o potencial do dióxido de vanádio, porque Para dispositivos eletrônicos modernos, muitos circuitos devem ser garantidos para operar perfeitamente em 100 graus Celsius, e a temperatura de conversão de 68 graus Celsius é muito baixa. Além disso, o dióxido de vanádio também é muito sensível a outros fatores, como pulsos de radiação de eletrificação ou terahertz pode causar sua fase mudança.

Pesquisadores do Instituto Federal de Tecnologia da Suíça em Lausanne anteriormente aumentaram a temperatura de transição de fase do dióxido de vanádio para mais do que 100 graus Celsius adicionando germânio, um material de metal raro, para o dióxido de vanádio filme. Na última pesquisa, eles Fez outro avanço em aplicações de radiofrequência, usando tecnologia de comutação de dióxido de vanádio e mudança de fase para criar um filtro de frequência ajustável e ultra-compacto para o primeiro tempo. Isso Novo tipo de filtro é particularmente adequado para a faixa de frequência usada por comunicação espacial sistemas. Papéis relacionados foram publicados em IEEE Acesso, um jornal de código aberto da Sociedade Americana de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos.

aplicativo
Ao longo dos anos, os pesquisadores estudaram o comportamento da mudança de fase da VO2 sob várias condições de estímulo externo e dispositivo relacionado Aplicações. As fontes específicas de excitação de mudança de fase incluem calor, luz, eletricidade, eletroquímica, magnetismo, estresse, etc., sob diferentes estímulos Condições. O VO2 processo de transição de fase e aplicação são bastante diferentes. a partir do VO2 transição de fase e as propriedades físicas e químicas únicas causadas pela transição de fase, a VO2 Mecanismo de transição de fase sob diferentes estímulos, como calor, luz, eletricidade, eletroquímica, estresse e campo magnético, e a resposta e aplicação de VO2 Os dispositivos sob os estímulos correspondentes são resumidos na reviravolta.

Entre . eles, a induzida termicamente VO2 A mudança de fase ainda domina, e a faixa de inscrição inclui inteligente economia de energia Windows, camuflagem alvo, retificação térmica, interruptores de radiofrequência, ressonadores, motoristas, sensível à temperatura dispositivos e emissão de campo Dispositivos; o induzido por luz VO2 A mudança de fase é rápida e conveniente, é propício para o estudo da mudança de fase dinâmica. Aplicativos de dispositivo relacionados incluem armazenamento óptico, All-ótica Interruptores, Photodetectors, Phototransistores, etc.; elétrico induzido por campo VO2 Os dispositivos de mudança de fase têm estrutura simples e perspectivas de aplicação amplas, e podem ser usadas como interruptores elétricos e efeito de campo Transistores. , osciladores eletrônicos, memristores, interruptores de radiofrequência, eletroptic Moduladores, etc.; VO2 A mudança de fase causada por dopagem iônica e efeitos eletrostáticos sob condições eletroquímicas pode ser usada para tubos de efeito de campo líquido iônico e eletroquímetro dispositivos; O estresse mudará no VO2 Treliça constante, muda sua estrutura eletrônica para causar uma mudança de fase e pode ser usada como um estresse flexível sensor; VO2 também tem uma mudança repentina na suscetibilidade magnética durante a mudança de fase, tornando-se potencial no campo de refrigeração magnética e spintronic Dispositivos. o valor de.
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