Cu-MgF2复合纳米金属陶瓷薄膜的电导特性研究

用射频磁控共溅射法制备了Cu体积分数分别为 10 % ,15 % ,2 0 %和 3 0 %的Cu MgF2 复合金属陶瓷薄膜 .用x射线衍射、x射线光电子能谱和变温四引线技术对薄膜的微结构、组分及电导特性进行了测试分析 .微结构分析表明 :制备的Cu MgF2 复合薄膜由fcc Cu晶态纳米微粒镶嵌于主要为非晶态的MgF2 陶瓷基体中构成 ,Cu晶粒的平均晶粒尺寸随组分增加从 11 9nm增至 17 8nm .5 0— 3 0 0K温度范围内的电导测试结果表明 :当Cu体积分数qM 由 15 %增加到 2 0 %时 ,Cu MgF2 复合薄膜的电阻减小了 8个量级 ,得出制备的复合薄膜渗透阈qCM 应处于 15 %和 2 0 %之间 .qM 在 10 %和 15 %之间的薄膜呈介质导电状态 ,而在 2 0 %和 3 0 %之间的薄膜则呈金属导电状态 .从理论上讨论了复合薄膜中杂质电导和本征电导的激活能及其对电导的贡献 ,并讨论了Cu MgF2 复合纳米金属陶瓷薄膜的渗透阈 ,得到了和实验一致的结果     

Ag-Cu离子注入玻璃后不同气氛退火的光吸收研究

采用MEVVA源（metal vapor vacuum arc ion source）引出的强束流脉冲Ag,Cu离子先后注入到SiO₂玻璃，x射线光电子能谱仪（XPS）分析显示Ag，Cu大多仍为金属态，有部分氧化态Cu存在.透射电镜观察分析和光学吸收谱都表明在衬底中形成了纳米合金颗粒.结合有效媒质理论，得到模拟的光学吸收谱，与实验结果基本符合，较好地验证了以上结论.样品退火后颗粒发生分解，分解的颗粒在氧化气氛下被氧化，且有部分向样品表面蒸发；在还原气氛下氧化态元素被还原并成核生长.故 关键词： 离子注入 纳米颗粒 退火 光学吸收率     

金属/电介质颗粒复合介质光学双稳的温度效应

应用有效媒质近似，结合自洽平均场理论和谱表示方法，研究了金属电介质颗粒复合介质的光学双稳行为与温度的关系.数值计算了不同的入射频率、体积分数和形状因子下光学双稳的温度效应，结果发现，温度对光学双稳的产生、双稳阈值及阈值宽度有很大影响. 关键词： 复合介质 光学双稳 谱表示 温度     

SiO2和HfO2薄膜光学性能的椭偏光谱测量

结合XRD和原子力显微镜等方法,利用椭圆偏振光谱仪测试了单层SiO2薄膜（K9基片）和单层HfO2薄膜（K9基片）的椭偏参数,并用Sellmeier模型和Cauchy模型对两种薄膜进行拟合,获得了SiO2薄膜和HfO2薄膜在300-800nm波段内的色散关系。用X射线衍射仪确定薄膜结构,并用原子力显微镜观察薄膜的微观形貌,分析表明：SiO2薄膜晶相结构呈现无定型结构,HfO2薄膜的晶相结构呈现单斜相结构;薄膜光学常数的大小和薄膜的表面形貌有关;Sellmeier和Cauchy模型较好地描述了该波段内薄膜的光学性能,并得到薄膜的折射率和消光系数等光学常数随波长的变化规律。     

InP/SiO2纳米复合膜的微观结构和光学性质

应用射频磁控共溅射方法在石英玻璃和抛光硅片上制备了InP/SiO₂复合薄膜,并在几种条件下对这些薄膜进行退火.X射线光电子能谱和卢瑟福背散射实验结果表明,复合薄膜中InP和SiO₂的化学组分都大体上符合化学计量配比.X射线衍射和激光喇曼谱实验结果都证实了复合薄膜中形成了InP纳米晶粒.磷气氛保护下的高温(520℃)退火可以消除复合薄膜中残存的In和In₂O₃并得到了纯InP/SiO₂纳米复合薄膜.实验观察到了室温下纳米复合薄膜的明显的光学吸收边蓝移现象和光学非线性的极大增强 关键词： InP 纳米晶粒 微观结构 光学性质     

绝缘颗粒液体主体基质复合介质的非线性光学性质

利用Maxwell-Garnett近似，并结合谱表示方法，理论研究了具有一般非线性的绝缘颗粒，无规则浸入液体主体基质复合体系的非线性光学性质-在弱非线性条件下，数值研究了体系的有效线性介电函数和光学非线性随体积分数的变化，并发现体系的线性介电函数比光学非线性更依赖于绝缘颗粒组分的体积分数-在一般非线性条件下，研究体系的有效介电函数随入射光强度的依赖关系，还研究了s方向和p方向极化的总反射率的行为- 关键词： 复合介质 谱表示 非线性光学性质     

金-银复合纳米颗粒的去极化光谱特性理论研究

对金银复合纳米颗粒的去极化光谱进行了理论计算和研究。研究结果表明:金银复合纳米颗粒去极化光谱具有单峰的特征。在不同能量光照下,其介电常数是不同的,所以其去极化光谱也是变化的,然而其峰值总是介于纯金和纯银纳米颗粒去极化峰值之间,并且随着金银复合纳米颗粒中银体积分数的增加,去极化峰位于449~268nm附近,即近乎线性蓝移,峰形为高斯型,半高宽在514~324nm范围内近乎线性的减小。这说明可以通过控制入射光的能量和金银的组分来可控的改变金-银复合纳米颗粒的去极化光谱。     

入射光照对典型光刻胶纳米结构的光学散射测量影响分析

作为一种快速、低成本和非接触的测量手段,光学散射测量在半导体制造业中的纳米结构三维形貌表征方面获得了广泛关注与运用.光学散射测量是一种基于模型的测量方法,在纳米结构待测参数的逆向提取过程中,为降低参数之间的耦合性,通常需要将结构的光学常数作为固定的已知量,即假设结构的材料光学常数不受光学散射仪入射光照的影响.事实上,这一假设对于半导体制造业中的绝大多数材料是成立的,但某些感光材料的光学常数有可能随着入射光的照射时间增加而发生改变,而由此产生的误差会在一定程度上传递给待测形貌参数的逆向提取值.本文针对聚甲基丙烯酸甲酯光刻胶薄膜培片和光栅结构分别开展了光学散射测量实验与仿真研究,结果表明该光刻胶材料的光学常数随着入射光照时间增加而变化,进而导致光栅结构形貌参数的提取结果较大地偏离于真实值,不容被忽视.这一研究发现将为更进一步提高光刻胶纳米结构三维形貌参数的测量精确度提供理论依据.     

Au-BaTiO3复合薄膜的脉冲激光沉积制备及其非线性光学效应

利用脉冲激光沉积技术制备了掺杂金纳米颗粒的钛酸钡复合薄膜Au-BaTiO3,用高分辨透射电镜和X射线光电子能谱对薄膜进行了表征。从透射电镜照片可以看出,制备的样品中金颗粒大小约为2~3 nm,呈球形,均匀分布在载体介质中。X射线光电子能谱给出了Ba3d、Ti2p和Au4f电子芯能级结合能,结果表明载体介质是以BaTiO3的形式存在,而Au以金属的状态掺杂其中。330~800 nm范围的线性吸收谱表明样品中Au颗粒的共振吸收峰在500 nm附近。用单光束纵向扫描方法测量了样品的三阶非线性光学效应,使用的光源为调Q的YAG激光器,波长为532 nm,脉宽为10 ns,得到的非线性折射率和非线性吸收系数分别为-2.42×10-6esu和2.22×10-6m/W,表明了Au-BaTiO3复合薄膜有较大的非线性光学响应。     

Co:BaTiO3/Si(100)纳米复合薄膜制备、微结构及其紫外光电子能谱研究

采用脉冲激光气相沉积(PLD)方法,在Si(100)晶面上制备了Co:BaTiO3纳米复合薄膜.采用X射线衍射(XRD)结合透射电镜(TEM)方法研究了两种厚度Co:BaTiO3纳米复合薄膜的晶体结构,当薄膜厚度约为30 nm时,薄膜为单一择优取向;当薄膜厚度约为100 nm时,薄膜呈多晶结构.原子力显微镜(AFM)分析表明,当膜厚为30 nm时,薄膜呈现明显的方形晶粒.采用紫外光电子能谱(UPS)研究了Co的价态和Co:BaTiO3纳米复合薄膜的价带谱.研究表明:当Co浓度很高时其态密度(DOS)与晶体BaTiO3明显不同.此外,嵌埋纳米Co颗粒的BaTiO3薄膜的能带结构可用纳米颗粒的浓度来调制,从而也可对其光学和电学性质进行改性.     

离子束溅射沉积不同厚度铜膜的光学常数研究

利用Lambda-900分光光度计对离子束溅射沉积不同厚度Cu膜测定的反射率和透射率,运用哈德雷方程,并考虑基片后表面的影响,对离子束溅射沉积的Cu膜光学常数进行了计算。结果表明,在同一波长情况下,膜厚小于100 nm的纳米Cu膜光学常数随膜厚变化明显;膜厚大于100 nm后,Cu膜的光学常数趋于一定值。Cu膜不连续时的光学常数与连续膜时的光学常数随波长变化规律不同;不同厚度的连续膜的光学常数随波长变化规律相同,但大小随膜厚变化而变化。     

膜层厚度对金属薄膜光学常数的影响

从麦克斯韦方程出发,可以得到超薄金属膜层光学常数n、k与其厚度有关系的理论依据。采用电阻热蒸发和电子束热蒸发的方法在K9玻璃基底上分别沉积了不同厚度的Cu膜、Cr膜、Ag膜,由椭偏法检测、Drude模型拟合,获得了不同厚度Cu膜、Cr膜、Ag膜光学常数n、k随波长λ的变化规律。超薄金属薄膜与块状金属的光学常数相差较大,随着薄膜厚度的增加,n、k值趋近于块状金属。通过对样品膜层吸收、色散特性的分析,发现连续金属薄膜在可见光波段对长波的吸收较大,而且相比于介质薄膜平均色散率高10mn～102nm量级。     

Low-cost,high performance surface plasmon resonance-compatible films characterized by the surface plasmon resonance technique

A new analytical method based on the surface plasmon resonance (SPR) technique is presented, with which SPR curves for both wavelength and angular modulations can be obtained simultaneously via only a single scan of the incident angle. Using this method, the SPR responses of TiO2-coated Cu films are characterized in the wavelength range from 600 nm to 900 nm. For the first time, we determine the effective optical constants and the thicknesses of TiO2-coated Cu films using the SPR curves of wavelength modulation. The sensitivities of prism-based SPR refractive index sensors using TiO2-coated Cu films are investigated theoretically for both wavelength and angular modulations, the results show that in the case of sensitivity with wavelength modulation, TiO2-coated Cu films are not as good as the Au film, however, they are more suitable than the Au film for SPR refractive index sensors with angular modulation because a higher sensitivity can be achieved.     

纳米ZnO-SiO2自清洁增透薄膜的制备及其性能

以乙酸锌醇热法ZnO纳米粒子为基料, 通过溶胶-凝胶浸渍提拉法制备纳米ZnO-SiO₂自清洁增透薄膜. 采用透射电镜, 光谱椭偏仪, 扫描电镜, X-射线衍射, 差热分析仪和UV-vis等技术对样品进行表征, 以亚甲基蓝的光催化降解为目标反应, 评价其光催化活性. 结果表明, ZnO纳米粒子为球粒状结构, 直径约12-20 nm, 特征紫外吸收波长位于375 nm 处; 与未涂覆纳米ZnO-SiO₂自清洁增透薄膜的石英玻璃基底相比, 涂覆后石英玻璃在400-800 nm波长范围内平均透光率提升达4.17%, 具有良好的宽光谱增透行为; 且在紫外光激发下对亚甲基蓝染料具有光催化降解特性, 进而具备良好的自清洁性能.     

生长温度对磁控溅射ZnO薄膜的结晶特性和光学性能的影响

采用反应射频磁控溅射方法，在Si (100) 基片上制备了具有高c轴择优取向的ZnO薄膜.利用 原子力显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射分析、拉曼光谱等表征技术，研究了沉积温度 对ZnO薄膜的表面形貌、晶粒尺度、应力状态等结晶性能的影响；通过沉积温度对透射光谱 和光致荧光光谱的影响，探讨了ZnO薄膜的结晶特性与光学性能之间的关系.研究结果显示， 在室温至500℃的范围内，ZnO薄膜的晶粒尺寸随沉积温度的增加而增加，在沉积温度为500 ℃时达到最大；当沉积温度为750℃时，ZnO薄膜的晶粒尺度有所减小；在室温至750℃的范 围内，薄膜中ZnO晶粒与Si基体之间均存在着相对固定的外延关系；在沉积温度低于500℃时 ，制备的ZnO薄膜处于压应变状态，而750℃时沉积的薄膜表现为张应变状态.沉积温度的不 同导致ZnO薄膜的折射率、消光系数、光学禁带宽度以及光致荧光特性的变化，沉积温度对 紫外光致荧光特性起着决定性的作用.此外，探讨了影响薄膜近紫外光致荧光发射的可能因 素. 关键词： ZnO薄膜 表面形貌 微观结构 光学常数     

纳米银粒子复合膜的制备及光学性质测量

本文介绍了一种制备纳米复合薄膜的简易方法.以银胶为纳米粒子的来源,将银粒子渗入明胶基质中,成功地制备出纳米银粒子明胶复合膜及染料(FS,Rh6G)包覆纳米银粒子的复合膜.并报道了所制备的复合膜的电镜(TEM)、吸收谱和荧光光谱测量结果.     

Electronic and optical properties of Au-doped Cu_2O:A first principles investigation

The Cu2O and Au-doped Cu2O films are prepared on MgO(001) substrates by pulsed laser deposition. The X-ray photoelectron spectroscopy proves that the films are of Au-doped Cu2O. The optical absorption edge decreases by 1.6%after Au doping. The electronic and optical properties of pure and Au-doped cuprite Cu2O films are investigated by the first principles. The calculated results indicate that Cu2O is a direct band-gap semiconductor. The scissors operation of 1.64 eV has been carried out. After correcting, the band gaps for pure and Au doped Cu2O are about 2.17 eV and2.02 eV, respectively, decreasing by 6.9%. All of the optical spectra are closely related to the dielectric function. The optical spectrum red shift corresponding to the decreasing of the band gap, and the additional absorption, are observed in the visible region for Au doped Cu2O film. The experimental results are generally in agreement with the calculated results.These results indicate that Au doping could become one of the more important factors influencing the photovoltaic activity of Cu2O film.     

Structure and reflective properties of Al-Cu-Fe quasicrystalline thin film prepared by laser induced arc method

Al-Cu-Fe thin films were prepared by laser induced arc (laser-arc) method from a single source-Al63Cu25Fe12 alloy, which was proved to consist of quasicrystalline phase together with approximant phase. The composition of the deposited films meets the requirement for formation of icosahedral symmetry phase. Quasicrystalline phase was obtained after annealing the amorphous as-deposit film samples. The optical properties of the samples were investigated. Thin film samples of Al, Cu and Fe deposited under the same condition were employed for comparison. The results showed specific reflective properties of Al-Cu-Fe quasicrystal thin film in some wavelength range. The optical conductivity of the films exhibited a negative peak, centered about 440 nm in range of 190to 800 nm. The Al-Cu-Fe quasicrystal thin films could absorb almost all the ray in the wavelength range from 420nm to 450 nm. The ratio of absorption was greater than 99%.