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非制冷红外探测器的应用之广泛使得其发展非常迅速。热敏薄膜材料的电阻温度系数和噪声性能是决定非制冷红外探测器性能参数的关键因素。其其中,氧化钒薄膜的噪声是非制冷红外探测器的重要噪声来源,对氧化钒薄膜噪声的研究是对研制高性能红外探测器不可或缺的重要任务。本文围绕氧化钒热敏薄膜噪声性能与微结构的关系,采用反应磁控溅射沉积方法制备了掺杂氧化钒薄膜,借助于原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、Raman谱分析、电子顺磁共振(EPR)等分析表征手段对薄膜的表面形貌及微结构进行分析;以自行设计并搭建的热敏薄膜噪声系统,对不同微结构的氧化钒薄膜进行噪声性能测试与分析,以探索氧化钒热敏薄膜噪声性能与微结构的关系,所取得的主要结果如下:(1)针对非制冷红外探测器用热敏薄膜材料噪声测试要求,采用美国NI公司的多通道数据采集卡、Lab View软件和电磁热屏蔽系统,设计并搭建了热敏薄膜低频噪声测试系统,验证测试表明,基于该测试系统的测试结果重复好,这保证了噪声评价的可靠性。(2)制备了不同基片温度下的氧化钒热敏薄膜,研究了基片温度对氧化钒薄膜微结构及噪声等性能的影响机制。随着基片温度升高,氧化钒薄膜的颗粒尺度增大,且颗粒尺度的分布范围变窄,薄膜中的微结构有序度增加,薄膜中微结构的稳定性增加;这导致薄膜的噪声参数降低。(3)研究了掺Y对非晶氧化钒薄膜微结构和噪声性能的影响机制。掺Y后氧化钒薄膜颗粒变小,表面均匀性更好,掺Y也降低了氧化钒薄膜的短程有序度。同时,掺Y使得氧化钒薄膜的噪声参数降低,这意味着掺Y氧化钒薄膜可能是优良的热敏薄膜材料。(4)首次探索了掺Ag对氧化钒薄膜的微结构和性能的影响。一方面掺Ag后氧化钒薄膜颗粒变大,粗糙度增大,峰谷值明显增大,在电学特性上表现为薄膜方阻降低,噪声增加。另一方面,掺Ag后氧化钒薄膜的相变幅度降低,随着Ag元素掺杂量的增加,半导体相氧化钒薄膜的方阻降低,并且掺杂量达到一定程度后氧化钒薄膜相变特性消失。