材料研究与应用2023，17（3）：394‑411MaterialsResearchandApplicationEmail：clyjyyy@gdinm.comhttp：//mra.ijournals.cn二氧化钒薄膜相变机理及性能调控策略方源1,2,3,黄继杰1,2,3*（1.中山大学材料学院，广东深圳518107；2.广东省磁电物性分析与器件重点实验室，广东广州510275；3.中山大学物理力学与生物力学研究中心，广东广州510275）摘要：二氧化钒（VO2）是一种典型的二元过渡金属氧化物（TMO）和强关联材料，其具有金属-绝缘体相变特性（MIT），在约68℃时可实现单斜绝缘相和稳定金红石金属相的可逆转变，相变温度相对接近室温，因此有很好的应用前景，从而受到了非常广泛地关注。自RudolfPeierls首次提出晶格畸变导致相变的假说和Mott预测电子间关联是导致相变发生的关键原因以来，VO2的相变机理一直是极具挑战性和争议性的研讨问题，也是更好理解VO2相变特性和优化其性能、拓展其应用的关键内容。总结了长期以来人们对VO2相变机理的理解，归纳了为提高VO2薄膜的性能做出的尝试，讨论了近年来相关行业的实践应用以及面临的问题和挑战，最后对VO2薄膜的发展前景的进行了展望。关键词：VO2薄膜；相变机理；相变调控；性能优化中图分类号：TQ17111文献标志码：A文章编号：1673-9981（2023）03-0394-18引文格式：方源，黄继杰.二氧化钒薄膜相变机理及性能调控策略［J］.材料研究与应用，2023，17（3）：394-411.FANGYuan，HUANGJijie.PhaseTransitionMechanismandPropertyRegulationStrategyofVanadiumDioxideThinFilm［J］.MaterialsResearchandApplication，2023，17（3）：394-411.过渡金属氧化物（TMO）具有铁电性、铁磁性、热电效应、光电效应、压电效应、半导体等多种物理特性，可以实现金属态和绝缘态之间的转变及调控，能够很好地满足实际应用需求。在强关联电子系统中，电子与电子之间的库仑力是不可忽视的，电子间的相互作用使得系统出现许多新颖有趣的特性，如高温超导体、量子相变、高迁移率材料中的金属-绝缘体相变（MIT）等，这些性质使得强关联电子系统在各学科应用领域中，尤其是电子器件领域中具有广阔的发展前景。钒（V）作为一种典型的过渡金属元素，可以形成VO、VO2、V2O3、V2O5、V3O5、V4O7、V5O9、V5O12、V6O11、V6O13、V7O13、V7O16、V8O15等13种氧化物，不同的钒氧化物因晶格结构和空间排列不相同而具有不同的电学性能，其中至少有8种氧化物具有半导体相和金属相间的转变特性［1］。例如：V2O3在约227℃时实现MIT...
