Das Halbleitermaterial Vanadiumdioxid (VO₂) zeichnet sich durch eine schmale Bandlücke und einen reversiblen Metall-Isolator-Übergang (MIT) aus und zeigt vielversprechende Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der nahinfraroten Photodetektion. In dieser Arbeit wurde d.c. magnetronbeschichtetes metallisches Vanadiumziel in Kombination mit einem Annealing-Verfahren verwendet, um monokline VO₂ (M1) Filme erfolgreich auf einem p-Typ Siliziumsubstrat herzustellen. Die Oberfläche weist eine gleichmäßige und dichte körnige Struktur auf. Bei Raumtemperatur zeigt sich eine bevorzugte Ausrichtung von VO₂ (M1) entlang der niedriegeren Energieebene (011), bei 70 ℃ dominiert die Rutilphase VO₂ (R). Ein Nahinfrarot-Photodetektor mit Metall-Halbleiter-Metall (MSM)-Struktur (Ag/VO₂/Ag) wurde weiter aufgebaut. Bei einer Vorspannung von 1,5 V und Bestrahlung mit 980 nm zeigt das Gerät exzellente photoelektrische Reaktionsfähigkeit bei Raumtemperatur. Bei einer einfallenden optischen Leistungsdichte von 0,07 mW/cm² erreichen Empfindlichkeit und spezifische Detektivität Spitzenwerte von 109,06 mA/W bzw. 2,33×10¹⁰ Jones, die Anstiegs- und Abfallzeiten der Lichtreaktion betragen 0,256 s bzw. 0,427 s. Die Analyse der Temperaturabhängigkeit zeigt, dass die Empfindlichkeit im Temperaturbereich 20~80 ℃ mit steigender Temperatur monoton ansteigt, was hauptsächlich auf die M1→R Phasenübergangsstruktur von VO₂ zurückzuführen ist, die zu einer Erhöhung der Ladungsträgerkonzentration führt. Darüber hinaus zeigt das Gerät im breiten spektralen Bereich von 455~1100 nm eine gute Lichtreaktionsfähigkeit.

DC-Magnetronsputtern;VO₂;Metall-Isolator-Übergang;Nahinfrarot;Photodetektor