氧气流量对反应磁控溅射铜氧化物薄膜结构和光学性质的影响

反应磁控溅射方法在玻璃基片上沉积铜氧化物薄膜,研究氧气流量对薄膜结构和光学性质的影响.用X射线衍射仪检测薄膜的结构,分光光度计测量薄膜的透射和反射光谱,采用拟合正入射透射光谱数据的方法计算薄膜的折射率、消光系数及厚度.结果表明,薄膜沉积过程中,随着氧气流量的增加,铜氧化生成物从Cu2O逐步过渡到Cu4O3,最后为CuO;当氧氩流量比为6：25时,生成单相多晶结构的Cu2O薄膜,薄膜的折射率和消光系数随波长增加而减小,带隙为2.49 eV;不同氧气流量条件下制备的Cu2O,CuO薄膜的折射率和消光系数随氧流量的增加而增加.     

Graphene/Ag NW复合体系的光学特性研究

利用FDTD软件建立了Graphene/Ag NW复合模型并计算了不同直径银纳米线对Graphene/Ag NW复合模型光透射谱的影响,理论计算表明随着石墨烯层数的增加和Ag NW直径的增加会导致Gr/Ag NW复合模型在紫外可见波段透射率略有下降,同时会出现Ag NW的共振吸收峰,进一步降低紫外波段的光透射率.利用旋涂法制备了Gr/Ag NW复合薄膜,测试结果表明,制备的Gr/Ag NW复合薄膜均匀性较高,但偶尔也会出现石墨烯的堆叠现象,且Gr/Ag NW复合薄膜的紫外可见波段透射谱与理论计算结果基本吻合,从而验证了理论模型的可行性.     

在高真空条件下镀制的光学膜

本文论述了在高真空条件下(P<2×10~(-3)Pa)制备的电介质膜、高反射金属膜、吸收材料的半透明膜.讨论了产生高透射率电介质膜和反射率金属膜的某些重要因素.     

基于飞秒瞬态反射技术的单晶硅薄膜超快动力学研究

以飞秒激光放大器作为光源,利用瞬态反射实验技术研究了厚度为1000 nm的单晶硅薄膜瞬态反射率变化过程.实验系统采用激光脉宽为120 fs,泵浦光波长为400 nm,探测光波长为800 nm.实验结果表明:随着泵浦光照射到样品表面后,样品表面的反射率变化在百飞秒内迅速增加到峰值,之后伴随着数皮秒的弛豫过程反射率的变化速率逐渐放缓.利用双e指数函数拟合出不同激光脉冲作用下反射率变化的快弛豫时间.并建立了TTM-Drude模型,分析了飞秒激光与单晶硅薄膜表面相互作用后电子温度和晶格温度的变化过程,得到不同脉冲能量作用下电子-晶格温度变化曲线,并分析了快弛豫过程中发生的物理过程.     

玻璃介面上的能流反射率与透射光的偏振度

根据菲涅耳公式较为详细地计算了玻璃介面上的能流反射率和透射光的偏振度与入射角的关系。并由此分析了光能流的反射对透射光偏振度的影响。     

基于MIM结构的表面等离激元折射率传感器研究

设计了矩形谐振腔与Metal-Insulator-Metal(简称MIM结构)二维直波导耦合的表面等离激元传感器,通过有限元方法分析了其特性.研究结果表明,随着谐振腔长度的增加,透射峰出现线性红移;谐振腔的非对称性增加使得透射峰宽度变窄,透射率变低;共振波长与介质敏感材料的折射率存在明显的线性关系,灵敏度可以达到560 nm/RIU的同时透射率高达90%.     

关于光在两种透明介质界面处反射,折射的能量守恒的研讨

本文以电磁场理论为基础推导出光在两种透明介质界面处反射，折射时能量守恒定律用相对光强表示的正确表达式；指出一些错误的结论及其产生的原因；导出反射率与透射率用相对光强表示的关系式，纠正了错误观念，并讨论了光由光密介质射入光疏介质时出现折射光的相对光强大于入央求我的相对光强。     

InN纳米薄膜制备及其结构与带隙分析

以金属铟为靶材,蓝宝石为衬底,氩和氮的混合气体为溅射气体,衬底温度为100℃,溅射功率为100 W,采用射频磁控溅射技术分别制备了溅射压强为0.8、1.0、1.4 Pa的In N薄膜.利用XRD、SEM分析薄膜样品呈六方纤锌矿结构.使用双光束紫外/可见分光光度计测量薄膜的吸收谱,计算得到在溅射压强为0.8、1.0、1.4 Pa下制得的薄膜样品带隙分别为1.825、1.74、1.82 e V.结果表明溅射压强为1.0 Pa时,带隙值最小,结晶质量最好.     

掺铝氧化锌透明导电薄膜生长及光电性质研究

采用磁控溅射在载玻片上制备掺铝氧化锌AZO透明导电薄膜,并用扫描电子显微镜观察薄膜的表面形貌,四探针电阻率测试仪测量样品的方块电阻和电阻率,分光光度计测量薄膜透射率.结果表明当功率、温度、氢气掺杂比为200 W、300℃、8%时,制备的AZO薄膜具有最小的方块电阻和电阻率,且在可见光区域内透射率均超过80%.     

透射干涉法测量蓝宝石上薄外延硅层的厚度

利用光波的透射干涉原理,提出了一个测量亚微米内蓝宝石上外延硅层厚度的方法,使用不同仪器,在各种波长范围内,对该方法同反射干涉测量法、扫描电镜断面直接测量法进行了比较.结果证明,透射干涉测量薄外延硅层厚度方便易行,精度与反射法相同.     

三氧化钼纳米带的电致变色机理研究

采用热蒸发方法在硅衬底上制备三氧化钼(MoO3)纳米带薄膜.通过紫外-可见-近红外分光光度计、扫描电子显微镜、X-射线衍射谱及光电子能谱分析电致变色前后产物的透射谱、形貌、结构以及价态变化,研究薄膜的电致变色机理.研究表明,三氧化钼纳米带具有较好的电致变色性能,其中包括较快的变色响应时间以及在可见光区较大的透过率变化.变色原因为Li+和e-的双注入导致MoO3的晶体结构及部分的钼离子的价态发生变化.     

PTO种子层对PZT铁电薄膜结晶温度和电学性能的影响

该文采用溶胶-凝胶法(Sol-Gel)在Pt/Ti/SiO_2/Si衬底上制备了PZT和PZT/PTO两种结构的铁电薄膜,通过PTO种子层调控PZT薄膜的微观结构和电学性能.研究发现,加入PTO种子层之后,薄膜的SEM图像呈现出更加致密的形态,晶粒分布较均匀.PZT/PTO铁电薄膜在550℃下退火后测得的剩余极化强度比PZT薄膜650℃下退火获得的剩余极化强度要大,说明种子层的加入降低了薄膜的结晶温度.此外,加入PTO种子层后,PZT铁电薄膜的介电常数升高,介电损耗降低,抗疲劳性能也变好,薄膜的电学性能得到了较好的改善.     

反铁磁超晶格体磁/声极化子分布性质研究

利用等效介质法推导得到了反铁磁超晶格的等效介电系数和等效磁导率,进而得到体系的体磁/声极化子方程.以FeF_2/SnTe超晶格为例进行了数值模拟.结果表明,在反铁磁共振频区附近体系存在具有负群速的高频和低频两个体模带.通过外磁场的变化,可以在不改变反铁磁超晶格结构和尺寸的情况调节负群速体模带的频率位置与宽度.研究结果将为新型慢光器件开发提供一定指导意义.     

电介质/反铁磁/金属三明治结构的克尔效应

采用传输矩阵法计算了电介质/反铁磁/金属三明治结构的反射率和克尔旋转角.研究结果表明:在共振频率附近,三明治结构的克尔旋转角高达3.23 deg/μm,比单层反铁磁薄膜的克尔旋转角增大了12倍多,相应的电磁波反射率也在50%左右.三明治结构中不同的电介质对克尔效应也会产生影响.文中分别采用ZnF_2和SiO_2作为电介质层,研究结果表明ZnF_2作为电介质层的三明治结构,克尔效应更加显著.最后讨论了三明治结构的克尔旋转角随着入射电磁波频率和外场变化的规律.     

氮化硼光频介电常数的计算

文章采用基于第一原理的赝势平面波的方法获得六方氮化硼层状结构模型和参数；利用介质球模型计算出BN极化率；考虑到离子间距离小于离子本身半径时，就必须对洛仑兹有效电场进行修正，求得洛仑兹有效电场臣；并结合极化率而求得氮化硼光频介电常数．此计算过程中考虑到电子云的重叠和渗透效应；最后分析不同修正因子λ对结果的影响，将所得计算结果与实际复化硼光频介电常数进行对比，结果发现，内电场修正因子λ→0时计算结果才与实际情况接近．     

Mg掺杂Ga_(0.6)Fe_(1.4)O_3薄膜的制备及其多铁性能表征

GaFeO_3(GFO)是一种同时具有室温铁电和低温亚铁磁性的单相多铁材料,且其磁性转变温度可以通过调节Fe元素含量提高至室温,具有广阔的应用前景.研究发现,室温下Ga_(0.6)Fe_(1.4)O_3薄膜具有铁电性和弱磁性,但是由于薄膜的漏电流较大,制约了其实际应用.采用溶胶-凝胶法结合旋涂工艺成功制备了Mg掺杂的Ga_(0.6)Fe_(1.4)O_3薄膜,薄膜厚度约为100 nm,并对Ga_(0.6)Mg_xFe_(1.4-x)O_3(GMFO)薄膜的铁电性尤其是漏电性能进行了表征.研究结果表明:Mg离子掺杂的薄膜样品在室温下表现出铁电性,当x=0.05时,薄膜具有相对而言优良的铁电性能,矫顽电场强度(E_c)为25 kV/cm,剩余极化强度(P_r)为4.89μC/cm~2;适量Mg离子的掺杂可以使薄膜的漏电流密度降低2个数量级,x=0.05时,对应薄膜的漏电流最小,漏电流密度在10~(-1)～10~(-5) A/cm~2范围内.随着Mg离子掺杂含量的继续增加,薄膜的漏电流密度逐渐变大.压电力显微技术(PFM)测试结果表明,GMFO薄膜的力电耦合主要来自于薄膜的线性压电信号.GMFO薄膜具有室温弱磁性,当x=0.05时,薄膜具有最大的剩余磁化强度为9.8 emu/cm~3.该实验结果对于提高GFO多铁材料的性能,从而实现纳米器件的应用具有重要的指导意义.     

石墨烯对反铁磁光子晶体的法拉第效应

采用线性传输矩阵法研究了Faraday位型下含石墨烯层的反铁磁光子晶体的Faraday效应.当电磁波垂直入射到石墨烯反铁磁体系时,给出这种位型下的色散关系,设定不同介质中电磁波磁场的波解形式,通过电磁场的边界条件得出传递矩阵,最后给出不同种一维石墨烯反铁磁光子晶体的透射率和Faraday旋转角的表达式并进行数值模拟.研究了两种结构下的石墨烯磁性光子晶体的透射率及法拉第旋转随层数的变化关系,电介质排布有所不同,会导致其透射率发生很大变化.当只在光子晶体中间的反铁磁层上覆盖单层石墨烯薄膜时,发现在THz频域范围内,光子晶体会增强石墨烯对泵浦波的吸收.     

三层金属矩形狭缝阵列透射峰的分裂与合并

【目的】探究奇数层金属光栅的中间金属狭缝与边界金属狭缝几何参数不同时对透射谱产生的影响。【方法】先设计出三层矩形狭缝阵列，再采用有限元法对其光传输进行数值模拟研究。【结果】得到的透射谱中主要存在三个共振峰，短波长透射峰与表面等离子共振对应，而两个长波长透射峰与局域波导共振对应。当金属狭缝的几何参数发生改变时，会出现表面等离子共振峰劈裂的现象，由此可知，中间波长透射峰是FP-SPP耦合模。几何参数的改变会引起FP共振峰合并，从而导致入射到第三金属层表面和狭缝内部的电磁波减少，使电磁场分量的分布情况发生变化。【结论】通过调节几何参数来实现共振峰的分裂或合并，为通过调控几何参数来增加滤波器的带宽提供一定参考。     

锰掺杂硫化锌纳米颗粒的制备及磁学性质

硫化锌(ZnS)是非常重要的II-VI族稀磁性半导体材料,具有非常优异的光电特性。采用水热法制备ZnS∶Mn纳米颗粒,研究不同掺杂量Mn离子对ZnS∶Mn纳米颗粒磁学性质的影响,样品的形态和微结构分别用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)进行检测。结果表明,ZnS∶Mn纳米颗粒的晶体结构为球形六方结构,晶粒大小均匀,粒径在15~18nm之间。室温下,磁测量表明,施加相同的外磁场,样品磁化强度随着Mn离子掺杂量的增加先增强后减弱,更多的Mn离子会占用间隙位置,并生成顺磁性物质,这将导致硫空位含量降低,使剩余磁化强度和矫顽力减弱。     

溶胶-凝胶法制备ZnO:Al膜及性能研究

本文以玻璃为载体,应用溶胶-凝胶法制备掺铝ZnO镀膜玻璃,并对制备的ZnO:Al镀膜玻璃进行性能测试,研究透过率的影响因素、不同热处理温度对制备的ZnO:Al镀膜玻璃性能的影响。经研究发现,Al掺量为3%、层数为5、热处理温度450℃时,透射率最好,具有最好的透射性,可作增透膜;ZnO薄膜中晶体生长热处理温度为400～450℃,保温时间在90min时,晶体生长效果最佳。