单层光学薄膜中薄膜—衬底体系的双重干涉效应及其应用

提出了单层光学薄膜中薄膜与衬底反射光之间的双重干涉效应的理论，实验结果证实了理论分析的正确性。双重干涉效应使薄膜－衬底体系的热致反射调制度高达８０％，这一效应可望有极广泛的应用。     

双重干涉效应薄膜光学热光调制器的研究

对双重干涉效应反射式薄膜光学热光调制器进行了研究，基于双重干涉效应的分析方法，就相关参数对器件调制特性的影响进行了理论分析，并在实验上进行了有关测试，实际器件获得了高达９２％的调制深度。     

单分子器件电输运中基于量子干涉效应的调控策略

单分子器件电输运中的量子干涉效应是电子在分子独立的轨道能级内传输时因保持量子相干性,从而在不同能级之间发生相互干涉的现象.这种现象导致了电子在单分子器件内透射概率的增加或减小,在实验中体现为单分子器件电导值的升高或降低.近些年,利用量子干涉效应对不同的单分子器件进行调控在实验中被证实是有效的调控手段,如对单分子开关、单分子热电器件、单分子自旋器件等器件性能的调控.本文介绍了量子干涉效应的相关理论与预测、实验观测与证实,以及其在不同单分子器件上的调控作用.     

非金刚石衬底生长金刚石薄膜中过渡层存在的机理研究

 应用界面能量理论，研究了非金刚石衬底低压气相生长金刚石薄膜中的过渡层问题。提出了过渡层存在的理论机制，较好地解释了一些关于过渡层研究的实验现象。     

单脉冲飞秒脉冲激光对单层和高反光学薄膜的损伤

用电子束蒸发的方法在BK7玻璃上制备了ZrO2单层膜和ZrO2/SiO2高反膜,利用掺Ti:sapphire飞秒激光系统输出的中心波长为800 nm,脉宽为50 fs的激光脉冲对这两种样品进行了激光损伤阈值测试.实验结果表明,ZrO2单层膜的阈值比ZrO2/SiO2高反膜的高;这与传统的纳秒脉冲激光的损伤情况相反.利用光离化和碰撞离化激发电子到导带,形成电子等离子体基本模型并对此现象进行了解释.同时,用显微镜对样品的损伤形貌进行了观测,对损伤的特点进行了表征.     

Cr二维单层薄片中Jahn-Teller效应的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算,本文对Cr单层薄片的一系列二维结构（长方、正方、六角、斜方和中心长方晶格）进行了结构稳定性和电子性质研究.结果表明,在Cr的二维体系中,对称性较低的斜方晶格和中心长方晶格是稳定的,对称性较高的正方和六角晶格是不稳定的,而长方晶格的形成能很小.Cr二维原子薄片的两种稳定结构都是六角结构畸变的结果,六角晶格的键角减小时会形变成斜方晶格,键角增大时会形变成中心长方晶格,这是由于Jahn-Teller效应使简并能级自发破缺,继而结构产生降低对称性的形变,最终使得体系变得稳定.     

金属单层膜的小角X射线衍射强度的研究

本文对金属单层膜进行研究,在多种样品中没有发现X射线衍射峰.我们在基底上预先淀积一层重金属膜,然后再淀积所需样品,发现样品有较好的衍射峰产生.我们对此进行了探讨并提出了一个可能的理论定量解释.     

AlN插入层对硅衬底GaN薄膜生长的影响

利用金属有机化合物气相外延沉积技术在2inch(5.08cm)Si(111)图形衬底上生长了GaN外延薄膜,在Al组分渐变AlGaN缓冲层与GaN成核层之间引入了AlN插入层,研究了AlN插入层对GaN薄膜生长的影响。结果表明,随着AlN插入层厚度的增加,GaN外延膜(002)面与(102)面X射线衍射摇摆曲线半峰全宽明显变小,晶体质量变好,同时外延膜在放置过程中所产生的裂纹密度逐渐减小直至不产生裂纹。原因在于AlN插入层的厚度对GaN成核层的生长模式有明显影响,较厚的AlN插入层使GaN成核层倾向于岛状生长,造成后续生长的nGaN外延膜具有更多的侧向外延成分,从而降低了GaN外延膜中的位错密度,减少了GaN外延膜中的残余张应力。同时还提出了一种利用荧光显微镜观察黄带发光形貌来表征GaN成核层形貌和生长模式的新方法。     

FeCuCrVSiB单层和多层膜的横向巨磁阻抗效应

用射频溅射法制备了Fe_71.5Cu₁Cr_2.5V₄Si₁₂B₉单层膜和结构为(F/S)₃/M/(F/S)₃的多层膜，在制备过程中加72kA/m的纵向磁场.研究表明在制备过程中加磁场明显改善了材料的软磁性能，降低了材料的矫顽力.将样品经不同温度退火热处理后，发现经230℃退火1.5h的单层膜和多层膜具有最佳的软磁性能和最大的磁阻抗效应，单层膜最大横向磁阻抗比为37.5%，多层膜最大横向磁阻抗比高达277%.通过比较单层和多层膜磁阻抗效应随频率和磁场的变化，发现多层膜具有较低的磁阻抗效应的临界频率和峰值特征频率，和较大的磁阻抗变化率，而且有较低的横向磁阻抗效应的饱和场. 关键词： 铁基合金 多层膜 巨磁阻抗效应     

小角X光散射中干涉效应的判断与处理

小角X光散射是当X光照射到物质上时发生的在原光束附近小角度范围内的电子相干散射,凡是存在纳米尺度的电子密度不均匀区的物质均会产生小角X光散射现象,因此它是表征纳米、多孔材料结构的理想手段。SAXS中的有关理论一般仅适用于稀疏体系,对于密集体系,往往会产生干涉现象。本文简要总结了目前文献中有关干涉效应的判断与处理方法。     

以Au为缓冲层在Si衬底上生长ZnO薄膜

采用化学气相沉积(CVD)方法在Si(001)衬底上分别制备了有金属Au缓冲层以及无Au缓冲层的ZnO薄膜。其中Au缓冲层在物理气相沉积(PVD)设备中蒸发,厚度大约为300nm。有Au缓冲层的ZnO薄膜晶体质量比直接在Si衬底上生长有了显著提高。利用X射线衍射(XRD)研究了所生长ZnO薄膜的结晶质量,有Au缓冲层的ZnO薄膜虽然仍为多晶,但显示出明显的择优取向。用光学显微镜研究了ZnO薄膜的表面特征,金属Au缓冲层显著地提高了在Si衬底上生长的ZnO薄膜的晶粒尺寸及平整度。同时利用室温光致发光(PL)谱研究了ZnO薄膜的光学性质,并分析了有Au缓冲层的ZnO薄膜NEB发光峰强度反而弱的可能原因。     

p-GaN插入层调控InGaN基黄绿双波长LED发光光谱

采用MOCVD技术在硅衬底上生长了含有7个黄光量子阱和1个绿光量子阱的混合有源区结构的InGaN基黄绿双波长LED外延材料,研究了电子阻挡层前p-GaN插入层厚度对黄绿双波长LED载流子分布及外量子效率(EQE)的影响。通过LED变温电致发光测试系统对LED光电性能进行了表征。结果表明,100 K小电流时随着电流密度的增大,三组样品的绿光峰与黄光峰相对强度的比值越来越大,且5.5 A·cm^-2的电流密度下,随着温度从300 K逐步降低至100 K,三组样品的绿光峰与黄光峰相对强度的比值也越来越大,说明其载流子都在更靠近p型层的位置发生辐射复合。三组样品的p-GaN插入层厚度为0,10,30 nm时,EQE峰值依次为29.9%、29.2%和28.2%,呈现依次减小的趋势,归因于p-GaN插入层厚度越大,p型层越远离有源区,空穴注入也越浅。电子阻挡层前p-GaN插入层可以有效减小器件EL光谱中绿光峰随着电流密度增加时峰值波长的蓝移(33 nm),实现了对低温发光光谱的调控。     

AlN缓冲层对Si基GaN外延薄膜性质的影响

采用金属有机化合物化学气相沉积（MOCVD）方法制备了不同AlN缓冲层厚度的GaN样品,研究了AlN缓冲层厚度对GaN外延层的应力、表面形貌和晶体质量的影响。研究结果表明：厚度为15 nm的AlN缓冲层不仅可以有效抑制Si扩散,而且还给GaN外延层提供了一个较大的压应力,避免GaN薄膜出现裂纹。在该厚度AlN缓冲层上制备的GaN薄膜表面光亮、无裂纹,受到的张应力为0.3 GPa,（0002）和（1012）面的高分辨X射线衍射摇摆曲线峰值半高宽分别为536 arcsec和594 arcsec,原子力显微镜测试得到表面粗糙度为0.2 nm。     

K9和石英玻璃基片上Au膜真空紫外反射特性研究

采用离子束溅射法,分别在经过不同前期清洗方法处理过的K9及石英玻璃光学基片上,选择不同的镀膜参量,镀制了多种厚度的Au膜。对镀制的Au膜在真空紫外波段较宽波长范围内的反射率进行了连续测量。测试结果表明:辅助离子源的使用方式、Au膜厚度对反射镜的反射率有重大影响。基片材料、镀前基片表面清洗工艺等对反射率也有一定影响。采用镀前离子轰击,可显著提高Au膜反射率及膜与基底的粘合力;获得最高反射率时的最佳膜厚与基片材料、镀膜工艺密切相关。对经过离子清洗的石英基片,膜厚在30 nm左右反射率最高;比较而言,石英基片可获得更高的反射率;辅助离子源的使用还显著影响获得最高反射率时对应的最佳膜厚值,且对K9基片的影响更显著。     

基于胶片输出仪的干涉衍射屏制作研究

探讨了用胶片输出仪制作干涉衍射屏的方法和实验过程,结果表明制作的干涉衍射屏能有效地用于光的干涉衍射现象的演示。     

入射角度对高反膜及干涉滤光片的影响

利用周期性多层介质膜的特征矩阵方法,采用MATLAB模拟计算了当入射光波并非垂直入射膜系时,高反膜反射率和法布里-珀罗干涉滤光片透过率的变化。结果表明,随着入射角度的增加,多层介质膜的工作波长向短波方向移动。并利用光程差的原理对这一现象进行了分析。     

双法布里—珀罗干涉仪传感模型的理论分析

本文提出了一种用发光二极管作为光源、用自聚焦透镜构成法布里-珀罗腔的双法布里-珀罗干涉仪光纤位移传感模型.根据部分相干光的干涉理论,得到了这个传感模型输出光强与两个法布里一珀罗干涉仪腔长之差的函数曲线.     

Proximity Effects of the Vacuum and Substrate on the Behavior of Ultrathin Epilayers

The present considerations are motivated by (i) the need to grow thin films with perfection in crystallinity and thickness uniformity, both of importance for purposes of device fabrication and the study of two-dimensional systems, and (ii) by the importance to understand the roles of vacuum and substrate proximity effects during the ultrathin growth stage, as these effects may be decisive in tailoring the final product. It is accepted (a) that the need is best served by growing epitaxially—a substrate proximity phenomenon—and (b) that the quality of epilayers depends greatly on the mode of misfit accommodation at the epilayer-substrate interface and on the mode of growth. In classical theoretical analyses of epitaxy, these modes are modeled in terms of the interfacial lattice misfit, the amplitudes of lateral variation of interfacial atomic interaction, defect energies of the bicrystal and the elastic properties of the epilayer. The aim of this paper is to report on and search for perspective of attempts to quantify—using embedded-atom method potentials—the effects of vacuum and substrate proximities on these modeling parameters. The objective is to focus attention on the fact that the ultrathin film values of these parameters may be significantly different from their bulk values, which have been employed in the past for predictive purposes.     

Si(100)衬底上Mg_(0.33)Zn_(0.67)O薄膜的结构及光学性能

采用射频磁控溅射法在Si(100)衬底上制备了Mg_(0.33)Zn_(0.67)O薄膜,研究了Mg_(0.33)Zn_(0.67)O薄膜的结构和光学性能。结果表明,Si(100)衬底上Mg_(0.33)Zn_(0.67)O薄膜呈六方纤锌矿结构,薄膜沿c方向取向生长,且c轴方向晶格增大0.03 nm。薄膜呈现优异的半导体特性,激子吸收峰位于297 nm,禁带宽度约为4.3 eV。薄膜平均粒径约为20 nm。薄膜在深紫外激发下的荧光发射位于368 nm。