dióxido de vanadio (VO2) es un óxido binario con un sistema electrónico Formemente correlacionado. Debido a la fuerte interacción de sus electrones internos, órbitas, celosías de cristal y giros, cambios locales de estructura electrónica y cristal causados ​​por pequeños estímulos externos pueden ser suficientes. inducir VO2 para someterse a un aislante de metal reversible Fase Transición. Junto con el cambio de fase, la estructura de cristal, la resistencia, la transmitancia de la luz infrarroja, el índice de refracción y la susceptibilidad magnética de VO2 Cambio drásticamente. Es precisamente porque de la habitación Temperatura de la fase de temperatura Temperatura de transición de VO2 y el cambio repentino de las propiedades físicas y químicas antes y después de la transición de la fase, tiene una perspectiva de aplicación muy amplia en la electrónica, los asuntos militares y la vida diaria.

Porque De sus propiedades únicas, el dióxido de vanadio se ha convertido en una opción ideal para reemplazar materiales de silicio en una nueva generación de bajo poder Electrónico Dispositivos. Los investigadores suizos demostraron recientemente el uso de dióxido de vanadio en sistemas de comunicación aeroespacial para lograr programable Funciones electrónicas de radiofrecuencia, resaltando el potencial de aplicación de este óxido.

característica
El dióxido de vanadio tiene características de cambio de fase, y su forma se puede convertir entre los aisladores y los metales. Se comporta como un aislante a temperatura ambiente, y se comporta como un conductor de metal por encima de 68 grados Celsius. Este es porque Su estructura atómica puede transformarse a partir de una estructura de cristal de temperatura ambiente a una estructura de metal cuando la temperatura es más alta 68 grados Celsius, y la transformación toma menos que 1 NanoSecond, que es una ventaja para aplicaciones electrónicas. La investigación relacionada ha llevado a muchas personas a creer que el dióxido de vanadio puede convertirse en un material revolucionario para la industria electrónica en el futuro

Sin embargo, no es fácil liberar todo el potencial de dióxido de vanadio, porque Para los dispositivos electrónicos modernos, se debe garantizar que muchos circuitos operen perfectamente a 100 grados Celsius, y la temperatura de conversión de 68 grados Celsius es demasiado baja. Además, el dióxido de vanadio también es muy sensible a otros factores, como la electrificación o los pulsos de radiación de Terahertz pueden causar su fase Cambio.

Los investigadores del Instituto Federal de Tecnología de Suiza en Lausana anteriormente aumentaron previamente la temperatura de transición de fase de dióxido de vanadio a más 100 grados Celsius al agregar germanio, un material de metal raro, al dióxido de vanadio Película. En la última investigación, ellos Han realizado otro avance en las aplicaciones de radiofrecuencia, utilizando la tecnología de conmutación de dióxido de vanadio y cambio de fase para crear un filtro de frecuencia ajustable ultra compacto para el primero Este El nuevo tipo de filtro es particularmente adecuado para el rango de frecuencia utilizado por la comunicación espacial Sistemas. Publicaciones relacionadas Se han publicado en IEEE Acceso, una revista de código abierto de la Sociedad Americana de Electricidad y Electrónica Ingenieros.

solicitud
A lo largo de los años, los investigadores han estudiado el comportamiento de cambio de fase de VO2 Bajo diversas condiciones de estímulo externo y dispositivo relacionado Aplicaciones. Las fuentes de excitación de cambios de fase específicos incluyen calor, luz, electricidad, electroquímica, magnetismo, estrés, etc., bajo diferentes estímulos Condiciones. El vo2 El proceso de transición de fase y la aplicación son bastante diferentes. A partir de la VO2 Transición de fase y las propiedades físicas y químicas únicas causadas por la transición de fase, el VO2 Mecanismo de transición de fase bajo diferentes estímulos como el calor, la luz, la electricidad, la electroquímica, el estrés y el campo magnético, y la respuesta y la aplicación de VO2 Los dispositivos debajo de los estímulos correspondientes se resumen en turno.

Entre entre ellos, los inducidos térmicamente VO2 El cambio de fase aún domina, y el rango de aplicaciones incluye SMART ahorro de energía Windows, camuflaje de destino, rectificación térmica, interruptores de radiofrecuencia, resonadores, controladores, sensibles a la temperatura dispositivos y emisiones de campo Dispositivos; el inducido a la luz VO2 El cambio de fase es rápido y conveniente, es propicio para el estudio del cambio de fase Dinámica. Las aplicaciones relacionadas con dispositivos incluyen almacenamiento óptico, All-óptico Interruptores, fotodetectores, fototransistores, etc., etc. eléctrico inducido por el campo VO2 Los dispositivos de cambio de fase tienen estructura simple y perspectivas de aplicaciones amplias, y se pueden usar como interruptores eléctricos y efecto de campo Transistores. , Osciladores electrónicos, memristores, interruptores de radiofrecuencia, electro-óptica Moduladores, etc., etc.; VO2 El cambio de fase causado por el dopaje de iones y los efectos electrostáticos en condiciones electroquímicas se pueden usar para tubos de efecto de campo líquido iónico y elecrocrómico dispositivos; El estrés cambiará en VO2 Constante de celosía, cambia su estructura electrónica para causar un cambio de fase, y puede usarse como un sensor de estrés flexible; VO2 También tiene un cambio repentino en la susceptibilidad magnética Durante El cambio de fase, lo que lo hace potencial en el campo de la refrigeración magnética y Spintronic dispositivos. El valor de.
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