Das Halbleitermaterial Vanadiumdioxid (VO₂) zeigt aufgrund seiner schmalen Bandlücke und des reversiblen Metall-Isolator-Übergangs (MIT) großes Anwendungspotential im Bereich der nahinfraroten Photoerkennung. In dieser Arbeit wurde eine GG-Magnetronsputterung auf einer metallischen Vanadiumzielscheibe in Kombination mit einem Annealing-Prozess verwendet, um erfolgreich ein monoklines VO₂ (M1)-Dünnfilm auf einem p-Typ-Siliziumsubstrat herzustellen. Die Oberfläche zeigt eine gleichmäßige und dichte körnige Struktur. Bei Raumtemperatur wächst VO₂ (M1) bevorzugt entlang der Niederenergie-Ebene (011), während bei einer Temperatur von 70 ℃ hauptsächlich die Rutil-Phase VO₂ (R) vorherrscht. Weiterhin wurde ein nahinfraroter Photoerkennungsdetektor mit Metall-Halbleiter-Metall (MSM) Struktur (Ag/VO₂/Ag) aufgebaut. Bei einer Vorspannung von 1,5 V und einer Beleuchtung mit 980 nm nahinfrarotem Licht zeigt das Gerät bei Raumtemperatur exzellente photoelektrische Ansprechleistung. Bei einer eintreffenden Lichtleistungsdichte von 0,07 mW/cm² erreichen die Empfindlichkeit und der spezifische Detektionsgrad Spitzenwerte von 109,06 mA/W bzw. 2,33×10¹⁰ Jones, mit Anstiegs- und Abfallzeiten der photoleitenden Reaktion von 0,256 s bzw. 0,427 s. Die Temperaturwechselanalyse zeigt, dass die Empfindlichkeit des Geräts im Temperaturbereich von 20~80 ℃ mit steigender Temperatur monoton zunimmt, was hauptsächlich auf den M1→R Strukturübergang im VO₂ zurückzuführen ist, der die Ladungsträgerkonzentration erhöht. Darüber hinaus behält das Gerät eine gute photoelektrische Reaktionsleistung in einem breiten spektralen Bereich von 455~1100 nm bei.

DC-Magnetronsputtern;VO₂;Metall-Isolator-Übergang;nahinfrarot;Photoerkennungsdetektor