Vanadiumdioxid (VO₂) als Halbleitermaterial mit enger Bandlücke und umkehrbarem Metall-Isolator-Übergang (MIT) zeigt breite Anwendungsperspektiven im Bereich der nahinfraroten Photodetektion. In dieser Arbeit wurde mittels DC-Magnetronsputtern einer metallischen Vanadiumzielscheibe in Kombination mit einem Annealing-Prozess erfolgreich eine monokline VO₂ (M1)-Dünnschicht auf einem p-Typ Siliziumsubstrat hergestellt. Die Oberfläche weist eine homogene und dichte Körnerstruktur auf. Bei Raumtemperatur wächst VO₂ (M1) bevorzugt entlang der niederenergetischen Ebene (011), und bei Erhöhung der Temperatur auf 70 °C dominiert die Rutilphase VO₂ (R). Weiterhin wurde ein nahinfraroter Photodetektor mit Metall-Halbleiter-Metall (MSM)-Struktur (Ag/VO₂/Ag) aufgebaut. Bei einer Vorspannung von 1,5 V und Bestrahlung mit 980 nm nahinfrarotem Licht zeigt das Gerät bei Raumtemperatur eine ausgezeichnete photoelektrische Antwort. Bei einer einfallenden Lichtleistungsdichte von 0,07 mW/cm² erreichen die Empfindlichkeit und die spezifische Detektionsrate Spitzenwerte von 109,06 mA/W bzw. 2,33×10¹⁰ Jones, die Anstiegs- und Abfallzeit der optischen Antwort betragen jeweils 0,256 s und 0,427 s. Die Temperaturvariation zeigt, dass die Empfindlichkeit im Temperaturbereich von 20~80 °C monoton mit steigender Temperatur zunimmt, was hauptsächlich auf die M1→R Phasenübergang in VO₂ zurückzuführen ist, der die Ladungsträgerkonzentration erhöht. Darüber hinaus behält das Gerät im breiten Spektralbereich von 455~1100 nm eine gute photoelektrische Leistung bei.

DC-Magnetronsputtern;VO₂;Metall-Isolator-Übergang;nahes Infrarot;Photodetektor