二酸化バナジウム（VO₂）は、狭いバンドギャップと可逆的な金属–絶縁体相転移（MIT）特性を有する半導体材料として、近赤外光電検出分野で広範な応用展望を示している。本研究では、直流マグネトロンスパッタリング法を用いて金属バナジウムターゲットをターゲットにし、アニーリング工程を組み合わせてp型シリコン基板上に単斜相VO₂（M1）薄膜を成功裏に作製した。表面は均一で高密度な粒子構造を呈し、室温では低エネルギー面（011）に沿って選択的に成長したVO₂（M1）が存在し、温度が70℃に上昇すると主にルチル相VO₂（R）となる。さらに、金属–半導体–金属（MSM）構造の近赤外光電検出器（Ag/VO₂/Ag）を構築した。1.5 Vのバイアス電圧および980 nmの近赤外光照射下で、本デバイスは室温において優れた光電応答性能を示した。入射光パワー密度が0.07 mW/cm²の場合、感度および比検出率はそれぞれ109.06 mA/Wおよび2.33×10¹⁰ジョーンズの最大値を達成し、光応答の立ち上がりおよび減衰時間はそれぞれ0.256秒および0.427秒であった。温度変化特性の解析により、本デバイスの感度は20～80 ℃の温度範囲で温度上昇に伴い単調増加する傾向が示され、これはVO₂におけるM1→R構造相転移によるキャリア濃度の増加に起因する。また、デバイスは455～1100 nmの広いスペクトル範囲においても良好な光応答性能を維持している。

直流マグネトロンスパッタリング;VO₂;金属–絶縁体相転移;近赤外光;光電検出器