Trattamenti laser non convenzionali di film sottili di VO2 ottenuti da soluzioni liquide

Il biossido di vanadio ha proprietà termocromiche e per questo può essere utilizzato per svariate applicazioni che vanno dall’elettronica alle smart windows. Per sfruttare tale caratteristica ad un livello industriale è necessario rendere il processo di produzione agevole e rapido. La tesi si concentra sullo sviluppo di una metodologia semplice e ripetibile per la deposizione di film sottili in biossido di vanadio. Si è scelto di operare con una tecnica facile e industrializzabile di tipo solution-based, un sol-gel, che permette la deposizione del film partendo da una soluzione contenente un precursore organo-metallico. Si è utilizzata la tecnica di deposizione spin coating. Successivamente alla deposizione del sol-gel è necessario trattare termicamente il substrato in modo da ottenere l’ossido richiesto. Tenendo conto delle temperature di annealing, che in questo caso si aggirano intorno ai 550-600°C, molti substrati, ad esempio quelli polimerici che sono i più comuni e economici, non possono essere utilizzati. Si è quindi scelto di operare un trattamento di photonic curing, in modo da indurre un riscaldamento localizzato del film mantenendo il substrato a temperature più basse. Si è optato per un photonic curing con laser ad eccimeri. Il lavoro si è concentrato inizialmente sull’individuazione dei parametri fondamentali che permettano l’ottenimento di un film omogeneo da soluzione su substrati di silicio e quarzo. Si è visto che parametri come la concentrazione, la viscosità e l’aging della soluzione influenzano la riuscita della deposizione. Oltre a questi anche il tipo di solvente e l’ossidazione del precursore sembra abbiano un effetto sul risultato finale. Una volta trovate le condizioni migliori, si è proceduto alla deposizione del film e al suo trattamento sia al laser che in forno. Si sono poi eseguite delle prove di caratterizzazione di spessore e proprietà ottiche.