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。     

自适应模拟退火遗传算法在薄膜厚度及光学常数反演中的应用

准确的测量薄膜的厚度和光学常数,在薄膜的制备、研究和应用中都是十分重要的。借助Cauchy色散模型,通过薄膜透过率测量曲线,用改进的自适应模拟退火遗传算法对透过率曲线进行全光谱拟合,从而反演得到薄膜的厚度和光学常数。对由电子束蒸发制备的TiO2单层膜和SiO2/TiO2双层膜的厚度和光学常数进行了测量计算。实验结果表明,计算得到的光学参数与实测结果相一致,厚度误差小于2nm,在560nm波长处折射率误差小于0.03。     

SrF2-CaF2混合物薄膜的物理及红外光学特性研究

采用热蒸发和电子束蒸发两种沉积方式分别沉积了相同厚度的SrF₂-CaF₂ (比例为1∶1) 的混合物薄膜,对其物理和光学特性进行了研究,并定量地给出了其在红外波段的光学常数,填补了这一数据的空白. 同时提供了一种获得不同低折射率薄膜的方法.文中还以该比例的混合物作为低折射率材料,研制出具有很好的光学性能的长波红外宽光谱增透膜.     

椭偏光谱对复数折射率薄膜的研究 ITO膜光学常数的色散和生长规律

本文提出一个利用椭偏光谱测量复数折射率薄膜的方法。由于引入一个新的目标函数,把搜索的参量空间的维数减至四维,因此不但可以测得薄膜的光学常数和厚度,并且可同时确定衬底的光学常数。我们应用这个方法对射频溅射在硅衬底上生长的ITO膜光学常数的色散和生长规律进行了初步研究,发现硅衬底的表观光学常数也发生了变化     

椭偏光谱对复数折射率薄膜的研究——ITO膜光学常数的色散和生长规律

本文提出一个利用椭偏光谱测量复数折射率薄膜的方法。由于引入一个新的目标函数,把搜索的参量空间的维数减至四维,因此不但可以测得薄膜的光学常数和厚度,并且可同时确定衬底的光学常数。我们应用这个方法对射频溅射在硅衬底上生长的ITO膜光学常数的色散和生长规律进行了初步研究,发现硅衬底的表观光学常数也发生了变化 关键词：     

SrF2-CaF2混合物薄膜的物理及红外光学特性研究

采用热蒸发和电子束蒸发两种沉积方式分别沉积了相同厚度的SrF₂-CaF₂ (比例为1∶1) 的混合物薄膜,对其物理和光学特性进行了研究,并定量地给出了其在红外波段的光学常数,填补了这一数据的空白. 同时提供了一种获得不同低折射率薄膜的方法.文中还以该比例的混合物作为低折射率材料,研制出具有很好的光学性能的长波红外宽光谱增透膜. 关键词： 2-CaF₂混合物薄膜')" href="#">SrF₂-CaF₂混合物薄膜 表面形貌 红外光学特性 宽光谱增透膜     

金属氧化物薄膜在中波红外光谱区内光学常数色散特性

基于金属氧化物薄膜材料在中波红外波段应用的需求,研究了含水状态的TiO2、HfO2、Ta2O5和Y2O34种金属氧化物薄膜在中波红外波段内(2.5~5μm)光学常数的色散特性。利用电子束蒸发沉积技术,在超光滑的硅表面制备了4种氧化物薄膜,基于洛仑兹振子介电常数色散模型,通过透射率光谱反演计算了4种氧化物薄膜的光学常数。研究结果表明:4种氧化物均有少量的水分子、羟基,水含量从少到多的薄膜依次为TiO2、HfO2、Ta2O5和Y2O3,在远离水吸收的位置,消光系数从小到大的薄膜分别为TiO2、HfO2、Ta2O5和Y2O3;在电子束蒸发沉积工艺条件下,为了降低水的影响,TiO2和HfO2是中红外波段较为理想的金属氧化物薄膜材料。     

采用椭偏法结合分光光度法研究极薄银的光学常数

极薄银在滤光片、高反射镜等中有广泛的应用，其光学常数严重影响着膜系的特性。在室温条件下，采用电阻热蒸发技术分别在硅和玻璃基底上沉积5.3 nm~26 nm不同厚度的极薄银薄膜，用TalySurfCCI非接触式轮廓仪测量了薄膜的厚度，研究了不同厚度银薄膜的光学常数n和k。镀制厚度5.3 nm、7.9 nm、14.1 nm、26.0 nm的银薄膜，结果显示极薄银的光学常数与块状银光学常数不同，当膜厚小于14.1 nm时，折射率n在380 nm~600 nm随波长增加而增加，在600 nm~1 600 nm随波长增加缓慢减小至趋于稳定值2.6；消光系数k在380 nm~500 nm随着波长增加而增加，在500 nm~1 600 nm随波长增加而缓慢减小至趋于0不变；当膜厚大于14.1 nm时，折射率随波长增加而增加，消光系数随波长近似呈线性增加。整体上，膜厚增加时折射率减小且趋于块状银的折射率，k随厚度增加而增加并最终趋于块状膜。用此拟合的光学常数代入TFc膜系设计软件计算其透射率，发现与分光光度计测得的透射率吻合较好。     

二氧化钒薄膜的变温红外光学特性研究

基于二氧化钒在约68℃出现的半导体到金属的可逆相变,伴随有电学和光学特性的改变。因为相变机制的复杂性,很难从理论上推导出相变前后光学常数随波长和温度变化的解析表达式。研究了二氧化钒薄膜的折射率和消光系数的色散规律,借助于Sellmeier色散模型通过数值拟合,得出了二氧化钒变温的光学常数色散表达式。通过薄膜矩阵理论计算,获得了在不同温度和波长条件下的薄膜光学透射率和反射率。采用磁控溅射方法分别在玻璃、蓝宝石和二氧化硅衬底上制备了不同厚度的二氧化钒薄膜,测量了这些薄膜的光学透射率和反射率,结果表明,实验曲线与计算模拟曲线符合得很好。     

基于透射光谱确定溶胶凝胶ZrO2薄膜的光学常数

基于溶胶凝胶ZrO₂薄膜的紫外/可见/近红外透射实验光谱，采用Swanepoel方法结合Wemple-DiDomenico色散模型，方便地导出了ZrO₂薄膜在200—1200nm波长范围内的光学常数，包括折射率、色散常数、膜层厚度、吸收系数及能量带隙.研究发现，溶胶凝胶ZrO₂薄膜具有高折射率(1.63—1.93，测试波长为632.8nm)、低吸收和直接能量带隙(4.97—5.63eV) 等光学特性，而且其光学常数对薄膜制备过程中的重要工艺 关键词： 光学常数 Swanepoel方法 2薄膜')" href="#">ZrO₂薄膜 热处理     

Thickness dependence of optical parameters for ZnTe thin films deposited by electron beam gun evaporation technique

Zinc telluride thin films with different thicknesses have been deposited by electron beam gun evaporation system onto glass substrates at room temperature. X-ray and electron diffraction techniques have been employed to determine the crystal structure and the particle size of the deposited films. The stoichiometry of the deposited films was confirmed by means of energy-dispersive X-ray spectrometry. The optical transmission and reflection spectrum of the deposited films have been recorded in the wavelength optical range 450-2500 nm. The variation of the optical parameters, i.e. refractive index, n, extinction coefficient, k, with thickness of the deposited films has been investigated. The refractive index dispersion in the transmission and low absorption region is adequately described by the single-oscillator model, whereby the values of the oscillator strength, oscillator position, dispersion parameter as well as the high-frequency dielectric constant were calculated for different film thickness. Graphical representations of the surface and volume energy loss function were also presented.     

沉积温度对一氧化硅薄膜聚集密度的影响

一氧化硅(SiO)薄膜是中短波红外区最常用的光学薄膜之一,高的聚集密度对于提升光谱稳定性和光学薄膜元件的品质非常重要.选用纯度为99.99%的SiO块状材料,在5×10^-4 Pa背景真空中用钼舟蒸发沉积,石英晶振仪将沉积速率控制在1.2~1.5 nm/s范围,硅基片上的膜层厚度约为2.2~2.4 μm,在不同沉积温度下制备样品.用傅里叶红外光谱仪分别测试新鲜薄膜和充分浸湿薄膜的光谱曲线,根据波长漂移理论,计算出薄膜的聚集密度.结果表明:聚集密度随沉积温度的升高而增加,从常温沉积的约0.91上升到250 ℃沉积的0.99以上.     

温度条件对反应电子束蒸发制备TiO2薄膜结构和性能的影响

研究基片温度(120～300 ℃)和热处理温度(400℃)对电子束蒸发TiO₂薄膜的结构和光学性能的影响.XRD分析表明,在120 ℃, 200 ℃和300 ℃的普通玻璃基片上采用电子枪加热蒸发制备的TiO₂薄膜具有非晶态结构,沉积态薄膜经过400 ℃保温1 h的热处理后得到的相为具有(004)取向的锐钛矿相,晶粒大小在3.6～8.1 nm之间.透射谱分析表明,薄膜的折射率随着基片温度的升高而增加;热处理后,薄膜的折射率也相应提高,其原因来自于薄膜的晶化.     

Low-voltage pulse exciting electron emission from ferroelectric copolymer film cathode: Role of film thickness and emission stability

Ferroelectric copolymer thin films P(VDF-TrFE) are used as a ferroelectric cathode for investigation of their electron emission properties. This ferroelectric copolymer films with different thicknesses are deposited by spin-coating method, and then the annealing process is carried out to improve the crystallinities of as-deposited copolymer films. The measurement results of ferroelectric electron emission showed that the copolymer P(VDF-TrFE) films had a desired ferroelectric electron emission ability excited at low-voltage pulse, and its peak emission current can reach to be ∼1.3 μA when the pulse voltage is 280 V. In addition, the effect of film thickness on electron emission property and emission stability of copolymer thin film P(VDF-TrFE) are discussed.     

非晶态Se薄膜的自发晶化研究

利用真空热蒸镀的方法制备了非晶Se薄膜,测试了稳定的非晶Se薄膜,不稳定的非晶Se薄膜和初始自发晶化的非晶Se薄膜的透射率光谱和拉曼光谱,对透射率光谱曲线进行了拟合,计算了薄膜的厚度和折射率随波长的变化关系。在自我晶化过程中,Se薄膜折射率逐渐增大;随波长增大,折射率则减小,初始自发晶体的Se薄膜中,出现标志Se8环和链的结构,不完整的环和链结构在自发晶化过程中得到了增强。     

TeSeIn相变记录薄膜的微观特性研究

TeSeIn是一种可逆光存贮介质.分别用单源热蒸发和磁控溅射制备TeSeIn膜.利用透射电镜(TEM)研究了膜的结构和微观形貌.利用俄歇剖面技术(AES-PRO)给出了膜的组分深度剖面,分析了TeSeIn记录介质膜与ZnS保护膜界面间的互扩散大小.利用X光电子能谱(XPS)分析了组元深能级结合能的化学位移.最后根据上面实验结果简要讨论了制备稳定的多元记录介质膜的方法.     

Surface structure and composition of flat titanium thin films as a function of film thickness and evaporation rate

To correlate flat titanium film surface properties with deposition parameters, titanium flat thin films were systematically deposited on glass substrates with various thicknesses and evaporation rates by electron-beam evaporation. The chemical compositions, crystal structure, surface topographies as well as wettability were investigated by using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM) and water contact angle measurement, respectively. The films consisted mainly of TiO₂. Small percentages of Ti₂O₃ and metallic Ti were also found at the film surface using high-resolution XPS analysis. Quantitative XPS showed little differences regarding elemental compositions among different groups of films. The films were obtained by varying the deposition rate and the film thickness, respectively. XRD data showed consistent reflection patterns of the different titanium samples deposited using different film thicknesses. Without exception measurements of all samples exhibited contact angles of 80° ± 5°. Quantitative AFM characterization demonstrated good correlation tendency between surface roughness and film thickness or evaporation rate, respectively. It is important to notice that titanium films with different sizes of grains on their surfaces but having the same chemistry and film bulk structure can be obtained in a controllable way. By increasing the film thickness and evaporation rate, the surface roughness increased. The surface morphology and grain size growth displayed a corresponding trend. Therefore, the control of these parameters allows us to prepare titanium films with desired surface properties in a controllable and reproducible way for further biological investigations of these materials.     

反应离子镀光学薄膜的微观结构分析

用反应离子镀方法制备了ＴｉＯ２单层膜及ＴｉＯ２／ＳｉＯ２多层膜，用透射电子显微镜分别观察了由反应离子镀方法及传统蒸镀法二种不同工艺制得的ＴｉＯ２单层膜及ＴｉＯ２／ＳｉＯ２多层膜的断面结构，并对ＴｉＯ２单层膜进行了喇曼分析和卢瑟福背散射分析。