文章介绍：

自1959年发现以来，二氧化钒因其金属-绝缘体转变及其伴随的结构相变所带来的多种物理性质的可控变化，已成为研究者备受青睐的材料。金属-绝缘体转变的特征是材料电导率的突然剧烈变化，进而引发光吸收、介电函数等一系列物理性质的改变。相比之下，结构相变在改变材料晶体结构的同时会产生显著的相变应变。与大多数仅表现出金属-绝缘体转变或结构相变的材料不同，二氧化钒中的这两种转变是内在耦合的，并且看起来是同步发生的——这一独特特征引发了学术界关于这种复合相变背后物理机制的长期争论。此外，二氧化钒的金属-绝缘体转变发生在一个易于达到的温度范围（约340 K）。除了通过升温和降温触发外，它还可以通过应变、压力、化学掺杂以及强光场或静电场等多种方式进行调控。凭借多刺激触发和多性质调制的特性，二氧化钒已成为多功能智能器件领域的热门材料。近年来，大量性能优异、功能多样的智能器件已被开发并投入应用。

薄膜是材料最常见的存在形式之一。它不仅具有块体材料的全部性能，其独特的柔韧性和平坦性也为材料的结构设计和功能扩展提供了更多可能性。因此，本综述以二氧化钒薄膜为研究平台，总结了其近年来在多种智能器件领域的创新应用（如图1所示）。伴随二氧化钒金属-绝缘体转变的电阻突变是该材料最受关注的相变特性，这也使二氧化钒成为开发新型电子和光电器件的热门候选材料，例如多波段光电探测器/测辐射热计、电开关、Mott场效应晶体管以及快速响应且稳定的相变忆阻器。由二氧化钒相变引起的光学性能变化已广泛应用于光电子、人工智能和能源领域，包括全光忆阻器、可重构超表面/谐振器、智能辐射冷却器件以及微型光谱仪。此外，二氧化钒结构相变产生的应变变化也为微致动器、微型机器人和应变传感器提供了理想的动力源。

二氧化钒基器件的功能和性能取决于二氧化钒的结构、形貌、掺杂状态和结晶度。因此，本综述还将讨论二氧化钒相变的基本原理、薄膜生长方法以及相变特性的调控策略，以便更好地探索二氧化钒在各个领域智能器件中的应用机制和创新途径。

中文摘要：

二氧化钒因其能够实现由多种刺激触发的快速、可逆及多模态响应而受到研究者的广泛关注。这种材料的“智能”特性源于其在较低温度（68 °C）下发生的金属-绝缘体相变。该相变会引起其电学、光学和力学性能的显著变化，从而促使其在智能器件中的广泛应用。薄膜作为将材料集成到大多数器件中的通用平台，具有出色的结构和功能可扩展性，与二氧化钒的相变特性高度兼容。基于触发条件和响应机制的分类标准，本综述系统总结了近年来基于二氧化钒薄膜的智能器件的主要应用场景，包括微型机器人、可重构超表面、相变忆阻器、高效智能窗、智能辐射冷却以及微型光谱仪。最后，立足于各类智能器件的发展趋势，讨论了二氧化钒薄膜在实际应用中面临的挑战，并提出了进一步提升其智能性的前景展望。