热蒸发与离子束溅射制备LaF3薄膜的光学特性

研究了钼舟热蒸发工艺和离子束溅射方法制备的单层LaF₃薄膜的特性。首先,采用分光光度计测量了LaF₃薄膜的透射率和反射率光谱,使用不同模型拟合得出薄膜的折射率和消光系数。然后,采用应力仪测量了加热和降温过程中LaF₃薄膜的应力-温度曲线。最后,采用X射线衍射仪测试了薄膜的晶体结构。实验结果表明,热蒸发制备的LaF₃（RH LaF₃）存在折射率的不均匀性,在193 nm,其折射率和消光系数分别为1.687和5×10^-4,而离子束溅射制备的LaF₃（IBS LaF₃）折射率和消光系数分别为1.714和9×10^-4。两种薄膜表现出相反的应力状态,RH LaF₃薄膜具有张应力,而IBS LaF₃具有压应力,退火之后其压应力减小。热蒸发制备的MgF₂/LaF₃减反膜在193 nm透过率为99.4%,反射率为0.04%,离子束溅射制备的AlF₃/LaF₃减反膜透过率为99.2%,反射率为0.1%。     

157 nm氟化物光学薄膜制备

为了研制低损耗、高性能的157 nm薄膜,研究了常用的六种宽带隙氟化物薄膜材料.制备和研究了六种氟化物单层膜,并以不同高低折射率材料对,设计制备了157 nm高反膜和增透膜|讨论和比较了不同氟化物材料对所组成的高反膜和增透膜的反射率、透射率、光学损耗等特性.结果表明,采用NdF3/AlF3 材料对设计制备的157 nm高反膜的透过率为1.7%,反射率接近93%,散射损耗为2.46%,已经与吸收损耗相当|以AlF3/LaF3材料对设计制备的157 nm增透膜的剩余反射率低于0.17%.     

薄膜光学常数的椭偏测量

利用光谱型椭偏仪测量了镀在熔石英玻璃基片上的氟化镁薄膜在300～850nm波长范围内的椭偏参数.并利用Levenberg-Marquardt算法.反演出了氟化镁薄膜在该波长范围内的色散曲线.通过与纯氟化镁体材料的色散曲线比较,发现所镀的氟化镁薄膜的折射率略小于体材料的折射率.     

氟化物材料在深紫外波段的光学常数

研究了紫外领域常用的6种大带隙的氟化物薄膜材料,在氟化镁单晶基底上用热舟蒸发镀制了三种高折射率材料薄膜LaF₃,NdF₃,GdF₃和三种低折射率材料薄膜MgF₂,AlF₃,Na₃AlF₆;用商用lambda900光谱仪测量了它们在190—500 nm范围的透射率光谱曲线;用包络法研究了它们的折射率和消光系数,研究了影响透射率和光学常数的主要因素,给出了6 关键词： 光学常数 包络法 氟化物材料 深紫外     

真空紫外铝+氟化镁膜偏振特性的研究

研究了铝＋氟化镁膜在真空紫外波段的偏振特性。理论上数值模拟计算了铝＋氟化镁膜在真空紫外波段的反射率及其与入射平面平行和垂直两方面的分量，分析了铝＋氟化镁膜反射率的两分量随入射条件和氟化镁膜厚度的变化规律，在此基础上研究了铝＋氟化镁膜的偏振特性，并与单层铝膜的相应特性作了比较，以氟化锂堆作偏振器，在Seya-Namioka真空紫外反射率计上实验研究了铝＋氟化镁膜的偏振特性。研究结果表明，铝＋氟化镁膜的偏振特性由于受到氟化镁厚度的调制，存在反射率的垂直分量小于平行分量的情形，从而使铝＋氟化镁膜的消光比在非正入射的条件下接近1。理论计算结果与实验结果一致。     

Growth mechanism and characterisation of chemically grown Sb doped Bi2Se3 thin films

The synthesis of combinatorial Bi_2−xSb_xSe₃ thin films by arrested precipitation technique (APT) using triethanolamine-bismuth, triethanolamine-antimony and sodium selenosulphite as sources of Bi³⁺, Sb³⁺ and Se²⁻, respectively is investigated on commercial glass substrates. The growth mechanism of film formation, composition and surface morphology of the as deposited films were studied as a function of preparative parameters and bath composition. The films were monophasic, polycrystalline and covered the surface of the substrate completely. Energy dispersive X-ray analysis gave coherent elemental composition indicating single phase BiSbSe₃ was made. The good results obtained for Bi_2−xSb_xSe₃ thin films revealed that arrested precipitation technique is best suited for the deposition of large area thin films on conducting/nonconducting substrates to produce materials for device applications.     

光学薄膜热膨胀系数的研究

光热位移偏转技术结合横向光热偏转技术可用于研究薄膜样品的热膨胀系数.本文以SiO_2、TiO_2、ZrO_2、MgF_2、ThF4等单层光学薄膜为例.报道相关的实验方法及实验结果.     

光学薄膜吸收损耗的研究

用横向光热偏转技术研究光学薄膜的吸收损耗.结果表明:对ZrO_2、MgF_2、ZnS等单层膜,薄膜-基底界面吸收、空气-薄膜界面吸收以及薄膜体内吸收三者处于同一量级,而对TiO_2、Ta_2O_5、SiO_2等样品,薄膜-基底界面吸收远大于空气-薄膜界面吸收及薄膜体内吸收,是吸收损耗的主要来源.     

球面元件表面AlF3薄膜的光学特性和微观结构表征

在模拟球面元件曲率半径的仿面形夹具上镀制了AlF3单层薄膜,并对不同口径位置上的薄膜进行了比较,以表征球面元件表面镀制薄膜的光学特性和微观结构。首先,采用紫外可见光分光光度计测量了不同口径位置上薄膜样品的透射和反射光谱,反演得出AlF3的折射率和消光系数。然后,使用原子力显微镜观察了样品的表面形貌和表面粗糙度。最后,使用X射线衍射仪对薄膜的内部结构进行了表征。实验结果表明：在球面不同位置镀制的AlF3单层薄膜样品的光学损耗随着所在位置口径的增大而增大。口径为280 mm处的消光系数是中心位置处消光系数的1.8倍,表面粗糙度是中心位置的17.7倍。因此,球面元件需要考虑由蒸汽入射角不同带来的光学损耗的差异。     

Phase changeable silver selenide thin films fabricated by pulse electrodeposition

We have used a simple and direct method to successfully prepare Ag₂Se thin films by pulse electrodeposition from a single aqueous solution of Ag and Se ions. The composition analysis confirms the stoichiometry and the morphological characterization shows that the thin films are dense and smooth. The films have the orthorhombic structure of regular Ag₂Se materials at room temperature, while the electrical measurements reveal an interesting electrical behavior, similar to that of the Ag₂Se nanowire arrays. The Ag₂Se thin films were successfully deposited into polymer templates to form well-defined Ag₂Se nanostructure, which provides a possibility to apply the method to high density, non-volatile memories based on phase change materials.     

Microstructure and Raman spectra of Ag-MgF_2 cermet films

Ag-MgF2 cermet films with different Ag fractions were prepared by vacuum evaporation. The micfostruc-ture of the films was examined by Raman scattering technique. The surface-enhanced Raman spectrum for MgF2 molecules in the cermet film strongly suggests the existence of Ag nanoparticles dispersed in MgFa matrix. The intensities of the Raman spectra of Ag-MgF2 cermet films increase with Ag fraction. The enhancement of Raman scattering disappears when Ag content reaches wt.20%. The analyses with the transmission electron microscopy showed that Ag-MgF2 cermet films are mainly composed of amorphous MgF2 matrix with embedded faced-center-cubic Ag nanoparticles. It suggests that the percolation threshold should be around wt.20% of Ag content.     

石英衬底上GaN薄膜沉积及其光学性能的研究

GaN薄膜材料广泛应用于发光二极管(LED),激光二极管(LD)等光电器件。但是GaN基器件的制备与应用以及器件推广很大一部分取决于其器件的价格,常用的方式是在单晶蓝宝石衬底上沉积制备GaN薄膜样品,单晶蓝宝石衬底晶向择优,可以制备出高质量的GaN薄膜样品,但是单晶蓝宝石衬底价格昂贵,一定程度上限制了其GaN基器件推广使用。如何在廉价衬底上直接沉积高质量的GaN薄膜,满足器件的要求成为研究热点。石英玻璃价格廉价,但是属于非晶体,没有择优晶向取向,很难制备出高质量薄膜样品。本研究采用等离子体增强金属有机物化学气相沉积系统在非晶普通石英衬底上改变氮气反应源流量低温制备GaN薄膜材料。制备之后采用反射高能电子衍射谱、X射线衍射光谱、室温透射光谱和光致光谱对制备的薄膜进行系统的测试分析。其结果表明：在氮气流量适当的沉积参数条件下,所制备的薄膜具有高C轴的择优取向,良好的结晶质量以及优异的光学性能。     

Large nonlinear optical response of polycrystalline Bi3.25La0.75Ti3O12 ferroelectric thin films on quartz substrates

We measure the nonlinear susceptibility of Bi(3.25)La(0.75)Ti(3)O(12) (BLT) thin films grown on quartz substrates using the Z-scan technique with picosecond laser pulses at a wavelength of 532 nm. The third-order nonlinear refractive index coefficient gamma and absorption coefficient beta of the BLT thin film are 3.1 x 10(-10) cm(2)/W and 3 x 10(-5) cm/W, respectively, which are much larger than those of most ferroelectric films. The results show that the BLT thin films on quartz substrates are good candidate materials for applications in nonlinear optical devices.     

MgF2与Alq3(八羟基喹啉)反应的高分辨电子能量损失谱研究

介绍了用高分辨电子能量损失谱(HREELS)研究MgF₂与Alq₃(八羟基 喹啉)的反应.结果表明无论MgF₂蒸镀到Alq₃上或Alq₃蒸镀到MgF_{2上，MgF2与Alq3均发生了相同的反应.在反应中，对应于Alq3分子非平面苯环弯曲振动的能量损失峰位置发生了移 动.HREELS的研究结果表明从MgF2中的Mg与Alq3中的Al,O和N相互作用，Mg 的位置处于Alq3分子的平面外. 关键词： 2}')" href="#">MgF₂ 八羟基喹啉 高分辨电子能量损失谱     

退火温度对GdBO3∶Eu3+/AAO薄膜形貌和发光性质的影响

利用水热反应和高温退火,在100 nm孔径的多孔氧化铝(AAO)模板表面制备了GdBO3∶Eu3+/AAO发光薄膜。通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光(PL)等手段表征了GdBO3∶Eu3+/AAO薄膜的结构、形貌和发光性质。SEM显示GdBO3∶Eu3+/AAO的形貌可通过调节退火温度控制。XRD和PL的结果表明,在AAO模板的表面所组装的GdBO3∶Eu3+为六方碳钙石型(Vaterite-type)结构。PL的结果表明:5D0→7F2和5D0→7F1的相对发射强度与退火温度有关,5D0→7F2红色发射与5D0→7F1橙色发射之比值随退火温度的降低而增加,降低退火温度可使GdBO3∶Eu3+/AAO样品的色纯度得到改善。     

偏磷酸根(PO-3)对氟铝酸盐玻璃透光性能影响

在氟铝酸盐玻璃（AMCSBY）中引入Ba(PO3）2替代BaF2,替代公式为10MgF2-20CaF2-(10-x)BaF2-10SrF2-15YF3-35AlF3-xBa(PO3)2(x=,2,4,6,8)。对玻璃进行了差热分析，结果表明，在氟铝酸盐玻璃中引入偏磷酸盐使玻璃形成能力大大提高；测量了玻璃从紫外到红外的透过光谱和紫外吸收光谱，在玻璃中引入偏磷酸钡使玻璃中红外透过能力下降，红外吸收边带移向短波段，玻璃紫外透过能力得到提高。紫外吸收边带移向紫外波段，由于PO3^-的影响，O－H吸收峰由2830nm移到3145nm。     

铋层状氧化物单晶薄膜多铁性研究进展

室温单相多铁材料非常稀缺,磁性元素掺杂的铋层状钙钛矿结构Aurivillius相氧化物是一类重要的单相室温多铁材料,但由于缺少单晶类样品,这一类多铁材料研究主要是围绕多晶类块体或者多晶薄膜展开,它们的磁、电等性能研究大都采用宏观探测方式,因此这类多铁材料的多铁性机理研究进行得非常困难.近年来在高质量单晶薄膜的基础上,研究了多种磁性元素掺杂和不同周期结构的铋层状氧化物多铁单晶薄膜.这些单晶薄膜在室温下大都具有层状面面内方向的铁电极化,以及比较小的室温磁化强度,低温区存在第二个磁性相变.通过X射线共振非弹性散射实验发现元素掺杂会改变金属和氧原子之间的氧八面体晶体场的劈裂,能够增强铁磁性.另一方面,通过极化中子反射实验发现薄膜主体的磁化强度远小于通常探测的宏观磁化强度,说明单晶薄膜中磁的来源及其磁电耦合机理和多晶块体很可能是不同的.铋层状单晶薄膜的多铁性对未来继续改善这类材料的多铁性能有很好的指导作用.     

硒化技术对CuInSe2薄膜表面形貌和晶相的影响

以共溅射法制备的Cu-In预制膜为衬底材料，以硒粉为原料，尝试了几种特殊的硒化方案，包括单源硒化法、双源硒化法、表面喷粉硒化法、分步硒化退火和同步硒化退火等5种具有代表性和创新性的方案，研究了硒源的摆放方式、升温方法对薄膜质量的影响，比较了不同方法制备的CuInSe₂(CIS)薄膜在形貌、成分、相结构等方面的异同. 系统地分析了硒化温度、退火温度和退火时间对CuInSe₂薄膜成分的影响，研究了各元素的百分含量随硒化退火条件的变化规律，为更准确地把握CIS薄膜的成分和相结构提供有益的借鉴.     

Fabrication and characterization of indium sulfide thin films deposited on SAMs modified substrates surfaces by chemical bath deposition

In an effort to explore the optoelectronic properties of nanostructured indium sulfide (In₂S₃) thin films for a wide range of applications, the In₂S₃ thin films were successfully deposited on the APTS layers (-NH₂-terminated) modified ITO glass substrates using the chemical bath deposition technique. The surface morphology, structure and composition of the resultant In₂S₃ thin films were characterized by FESEM, XRD, and XPS, respectively. Also, the correlations between the optical properties, photocurrent response and the thickness of thin films were established. According to the different deposition mechanisms on the varying SAMs terminational groups, the positive and negative micropatterned In₂S₃ thin films were successfully fabricated on modified Si substrates surface combining with the ultraviolet lithography process. This offers an attractive opportunity to fabricate patterned In₂S₃ thin films for controlling the spatial positioning of functional materials in microsystems.     

衬底材料对制备立方氮化硼薄膜的影响

较系统地研究了不同衬底材料对制备氮化硼薄膜的影响。用热丝增强射频等离子体CVD法,以NH3,B2H6和H2为反应气体,在Si,Ni,Co和不锈钢等衬底材料上,成功生长出高质量的立方氮化硼薄膜,还用13.56MHz的射频溅射系统将c-BN薄膜沉积在Si衬底上,靶材为h-BN(纯度为99.99％）,溅射气体为氩气和氮气的混合气体,所得到的氮化硼薄膜中立方相含量高于90%,用X射线衍射谱和傅里叶变换红谱对样品进行了分析表明,衬底材料与c-BN的晶格匹配情况,对于CVD生长立方氮化硼薄膜影响很大,而对溅射生长立方氮化硼薄膜影响不大。