用分光光度法测量薄膜的光学常数

本文给出了由分光光度法测量不同状态下薄膜光学常数的理论分析，并结合实例阐述了该方法的应用及应予以注意的问题。     

AZO薄膜的光学性质研究

采用直流反应磁控溅射法,用Zn(99.99%)掺 Al(1.5%)靶制备出高质量的Al掺杂的ZnO(AZO)薄膜,用紫外可见、红外分光光度计等测试手段对沉积的薄膜进行了表征和分析,并对AZO薄膜的折射率和厚度进行了理论分析.薄膜的光谱分析结果表明:薄膜样品的可见光透射率平均值均在80%以上.AZO薄膜在紫外有很强的吸收峰,在红外区域,其反射率可达70%.通过理论计算得出了AZO薄膜样品的厚度为101 nm,与台阶仪测量的结果基本相符.     

AZO薄膜的光学性质研究

采用直流反应磁控溅射法,用Zn(99.99%)掺Al(1.5%)靶制备出高质量的Al掺杂的ZnO(AZO)薄膜,用紫外可见、红外分光光度计等测试手段对沉积的薄膜进行了表征和分析,并对AZO薄膜的折射率和厚度进行了理论分析。薄膜的光谱分析结果表明:薄膜样品的可见光透射率平均值均在80%以上。AZO薄膜在紫外有很强的吸收峰,在红外区域,其反射率可达70%。通过理论计算得出了AZO薄膜样品的厚度为101 nm,与台阶仪测量的结果基本相符。     

TiO2薄膜厚度及其光学常数的测量

描述了非线性回归模型在ＴｉＯ２薄膜的光学常数及其厚度测量中的应用。利用薄膜在可见光范围内的光谱特性使用曲线拟合技术对它的光学常数进行了测量。研究结果表明,这种方法可能简单、高效地应用于对薄膜厚度及其光学常数的测量。     

Si基片上射频磁控溅射MgF2薄膜的光学常数研究

用射频磁控溅射技术在室温Si基片上制备了厚度分别为25.0nm和60.7nm的MgF2薄膜样品,并用反射式椭偏光谱技术对薄膜的光学常数进行了测试分析。250～830nm光频范围椭偏光谱测量结果表明:随着膜厚增加,MgF2薄膜的光学常数n、k的变化范围减小,平均值增大;MgF2薄膜样品的吸收曲线k在波长λ为270nm和360nm处均出现由通过辐射产生的F心引起的吸收峰。     

氢化钠米硅薄膜的光声光谱研究

分析了纳米硅薄膜材料从可见光到近红外范围的光声光谱，并与微晶硅和非晶硅材料进行了对比。纳米硅的光吸收系数比后两都高（特别是在１．４～１．９ｅＶ之间，高出近一个数量级），其原因是纳米硅薄膜中大量晶粒对光子的散射、晶粒界面缺陷的吸收及载流子吸收的影响，此外，纳米硅光声谱中Ｕｒｂａｃｈ边宽且缓，反映出这种材料很高的无序程度。     

Si基片上射频磁控溅射MgF2薄膜的光学常数研究

用射频磁控溅射技术在室温Si基片上制备了厚度分别为25.0 nm和60.7 nm的MgF2薄膜样品,并用反射式椭偏光谱技术对薄膜的光学常数进行了测试分析.250～830 nm光频范围椭偏光谱测量结果表明随着膜厚增加,MgF2薄膜的光学常数n、k的变化范围减小,平均值增大;MgF2薄膜样品的吸收曲线k在波长λ为270 nm和360 nm处均出现由通过辐射产生的F心引起的吸收峰.     

几种光学胶合剂透射光谱的测试研究

给出了冷杉胶、甘油和加拿大树胶3种光学胶合剂在200～15000nm光谱范围的透射光谱曲线．由测试结果可知：在400～2700nm的光谱范围，3种光学胶合剂都有比较高的透射比；在200～400nm，甘油的透射比最好；在波长大于2700nm的光谱区，三者都有几个大小不等的透射峰。     

基于MOVPE和MBE法生成的GaN薄膜的反射、透射光谱测量

使用紫外-可见光分光光度计,研究用金属有机物气相外延(MOVPE)方法生成在蓝宝石衬底上的GaN薄膜的反射光谱、透射光谱以及用分子束外延(MBE)方法生成在碳化硅衬底上GaN薄膜的反射光谱,结果表明,所测的GaN薄膜和体材料的光学吸收边出现在364 nm附近,对应的禁带宽度为3.41 eV.在两种不同衬底上,薄膜的反射谱由于材料晶格常数和热膨胀系数的不同有所差别.     

氢化非晶氮化硅薄膜的光学特性研究

采用螺旋波等离子体增强化学气相沉积(HWP-CVD)技术以SiH4和N2为反应气体沉积了氮化硅(SiN)薄膜,利用傅里叶红外吸收谱(FTIR)、紫外-可见透射谱(UV-VIS)等对薄膜的键合结构、光学带隙等参量进行了测量与分析.结果表明,采用HWP-CVD技术能在较低的衬底温度下制备低H含量的SiN薄膜,所沉积的薄膜主要表现为Si-N键合结构.适当提高N2/SiH4比例将有利于薄膜中H含量的降低.     

硅衬底上薄金膜的椭偏光谱和光学性质

用椭圆偏振光谱法测量了Au膜—Si衬底系统在紫外—可见光范围的光学性质,其结果不能用理想的突变界面模型来解释.分析了空洞、表面粗糙及过渡层对椭圆偏振光谱的影响.此外,还考虑了界面处形成的Au—Si合金层,并用经典振子模型来进行分析.分析表明,后者对Au—Si系统的椭偏光谱影响最大.综合上述因素,可使椭圆偏振光谱的理论计算值与实验结果符合得很好.低温退火后(100℃,10分钟),Si原子扩散到Au膜表面并容易与氧作用形成氧化层.     

铝掺杂氧化锌薄膜的光学性能及其微结构研究

以氧化铝(Al2O3)掺杂的氧化锌(Zn O)陶瓷靶作为溅射靶材,采用射频磁控溅射工艺在玻璃基片上制备了具有c轴择优取向的铝掺杂氧化锌(Zn O:Al)薄膜样品.通过可见-紫外光分光光度计和X射线衍射仪的测试表征,研究了生长温度对薄膜光学性能及其微结构的影响.实验结果表明:薄膜性能和微观结构与生长温度密切相关.随着生长温度的升高,样品的可见光平均透过率、(002)择优取向程度和晶粒尺寸均呈非单调变化,生长温度为640 K的样品具有最好的透光性能和晶体质量.同时薄膜样品的折射率均表现为正常色散特性,其光学能隙随生长温度升高而单调增大.与未掺杂Zn O块材的能隙相比,所有Zn O:Al薄膜样品的直接光学能隙均变宽.     

基片温度对氧化铋薄膜光学性质的影响

在玻璃基片上直流磁控溅射沉积氧化铋薄膜,基片温度从室温增加到300℃并保持其它沉积条件一致,研究基片温度对薄膜光学性能的影响.样品的晶体结构、表面形貌和透射光谱分别用X射线衍射仪、原子力显微镜和分光光度计进行测量.结果表明,随着基片温度的增加,样品中Bi2O3的(120)衍射峰强度增强,表面颗粒直径逐渐减小;基片温度为...     

厚度对溶胶-凝胶法生长的ZnO薄膜光学性质的影响

利用sol-gel旋涂法在普通盖玻片上生长了ZnO薄膜,用光学透射谱、光致发光谱和原子力显微术研究了ZnO薄膜的光学性质和表面形貌.结果发现,在一定薄膜厚度范围内,紫外发光带和光学吸收边均随着薄膜厚度的减小而单调蓝移,且紫外发光强度递增,峰宽变大.综合光致发光谱、光学透射谱和薄膜表面形貌,对薄膜中晶粒尺寸、应力、缺陷等对光学性质的影响进行了讨论.     

掺钛氧化锌半导体薄膜制备及其光学性质的研究

以二氧化钛(TiO2)掺杂的氧化锌(ZTO)陶瓷靶作为溅射源材料,采用射频磁控溅射工艺在玻璃衬底上沉积了ZTO半导体薄膜,利用可见-紫外光分光光度计、四探针仪测试以及多种光学表征方法,研究了陶瓷靶中TiO2含量对ZTO薄膜光学性质和光电综合性能的影响.实验结果表明:ZTO薄膜的折射率表现为正常的色散特性,其色散行为遵循有效单振子模型.TiO2含量对ZTO薄膜的电阻率、透过率、折射率、消光系数和光学带隙等具有不同程度的影响,当TiO2的质量分数为3%时,ZTO薄膜的电阻率最低、可见光平均透过率最高、光电综合性能最好.     

碳化硅薄膜制备及其场发射特性

采用热丝化学气相沉积法在Si（111）、Ti（101）衬底上制备了SiC薄膜,并利用X射线衍射和傅里叶变换红外吸收光谱（FTIR）对薄膜的结构、成分及化学键合状态进行了分析．XRD结果表明,制备的SiC薄膜呈现3C-SiC结晶相,有很好的择优取向性．HIR谱显示,薄膜的吸收特性主要为Si-C键的吸收,其吸收峰为804．95cm^-1．从原子力显微镜对SiC薄膜表面形貌的测试分析可以看出,样品表面呈规则精细颗粒状结构且薄膜结构致密．此外,在高真空系统中（6．0×10^-4Pa）对生长的SiC薄膜进行场敛发射特性测试,结果表明生长的SiC薄膜具有场致发射特性：样品的开启电压为82．1V／μm,最大电流密度为631．5μA／cm^2．     

缺陷光学厚度对对称结构一维光子晶体透射谱的影响

在A层为双正和双负介质情况下,用传输矩阵法理论研究缺陷层的光学厚度对对称结构一维光子晶体（AB）mC（BA）m透射谱的影响,结果发现：在无缺陷情况下,不论A层是双正还是双负介质,禁带中心均出现超窄频带单透射峰,具有传统对称结构光子晶体透射谱的特征;当中间插入光学厚度等于四分之一中心波长的双正缺陷C后,两者的单透射峰一分为二,且双负情况下两透射峰之间的距离较大;当缺陷C的光学厚度为二分之一中心波长时,双正情况下禁带中心出现单透射峰,双负情况下则出现三条透射峰;当缺陷C的光学厚度等于中心波长时,双正情况下出现三条透射峰,而双负情况下则出现五条透射峰。对称结构光子晶体的透射谱随缺陷光学厚度变化的规律,可用以设计可调性超窄带滤波器。     

CdS薄膜的电输运和光学性质

通过喷雾热解获得CdS薄膜，在氮中气做了退火处理，观测到吸收边随退火温度升高而移动；在室温下的拉曼谱中观察到CdS的2个特征峰；经暗电阻与温度的变化关系的测试，发现激活能存在着极小值，用载流子衰减时间的变化能较好地解释其缘由；探讨了光电导与入射光强以及退火温度的关系。     

TiN薄膜的溅射制备工艺及光学性能

在SPF－430H射频磁控溅射系统上用反应溅射方法制备TiN薄膜．研究了制备工艺，讨论了薄膜的光学性能与溅射工艺参数的关系．实验结果表明，在优化制备工艺基础上能制备出具有优良光学性能（高折射率、高透射率）的TiN薄膜．