バリア層と拡散バリア、応用シナリオ:チップ相互接続構造において、銅配線(Cu/V/TaN多層構造など)のバリア層として機能します。利点:バナジウムは融点が高く(1910℃)、拡散係数が低いため、銅がシリコン基板に浸透するのを防ぎ、デバイスの短絡を回避できます。また、銅とシリコンに対するバナジウムの良好な密着性により、インターフェースの安定性が向上します。電極と導電層、応用シナリオ:パワー半導体(IGBTなど)のソース/ドレイン電極、または薄膜トランジスタ(TFT)のゲー 材料。利点:バナジウムの電気伝導率(約2.1×107 S/m)は銅よりも低いですが、耐高温性に優れており、高温プロセス(アニール処理など)に適しています。磁気ストレージおよびスピントロニクス分野における応用シナリオ:磁気抵抗ランダムアクセスメモリ(MRAM)のトンネル接合バリア層または磁気バッファ層。利点:バナジウムと鉄やコバルトなどの元素(FeV、CoVなど)との合金は、磁気異方性を制御でき、磁気抵抗効果を調整できるため、ストレージ密度を高めることができます。
光学およびオプトエレクトロニクス分野における赤外線光学フィルムの応用シナリオ:赤外線検出器の窓や熱画像化レンズの反射防止フィルムまたは保護フィルム。利点:バナジウムは中赤外線帯域(3~15μm)における透過率が高く、大気腐食に強く、長期にわたって光学性能を維持できます。インテリジェント温度制御フィルム、応用シナリオ:スマートウィンドウや宇宙船の熱制御コーティング用VO₂相変化フィルム(スパッタリングバナジウムターゲット材料を酸化処理して作製)。利点:VO₂は68℃で金属絶縁体相転移を起こし、赤外線反射率(高温では熱を反射し、低温では熱を透過)を動的に調整できるため、省エネと温度制御を実現します。