Ge2 Sb2 Te5相变薄膜光学及擦除性能研究

利用蓝绿激光对非晶态Ge2Sb2Te5 相变薄膜进行擦除性能的研究,分别用1000 ns,500 ns,100 ns,60 ns脉宽的蓝绿激光进行实验.结果表明,一定脉宽下,反射率对比度随擦除功率的增加而增大.并且,在1000 ns,500 ns,100 ns,60 ns的激光作用时间范围内,非晶态薄膜均可转变成晶态.对于脉宽为60 ns的蓝绿激光,擦除功率大于4.49 mW以后,薄膜的反射率对比度高于15％,这表明Ge2Sb2Te5相变薄膜在短脉宽、低擦除功率条件下,可具有较高的晶化速度.同时,分析了非晶态和晶态Ge2Sb2Te5相变薄膜的光谱特性,对比研究了780 nm,650 nm,514 nm和405 nm波长处的反射率和反射率对比度,提出了Ge2Sb2Te5相变薄膜用于蓝光光盘的改进方法.     

新型AgInSbTe相变薄膜的光学及记录性能

利用直流磁控溅射法制备了一种新型AgInSbTe相变薄膜。示差扫描量热(DSC)实验测定的结晶峰温度为193．92℃。X射线衍射(XRD)表明未经热处理的沉积态薄膜是非晶态,而经过200℃热处理,X射线衍射图出现衍射峰,薄膜从非晶态转变到晶态。同时,研究了晶态和非晶态相变薄膜的吸收率、透射率和反射率随波长的变化。测定了650nm激光作用下的相变薄膜的记录性能,分析了记录功率、记录脉宽对薄膜反射率衬比度的影响,在同一记录脉宽条件下,记录功率越大,反射率衬比度也越大;在同一记录功率条件下,随记录脉宽的增加,反射率衬比度也增大。结果表明,新型AgInSbTe相变薄膜在激光作用下具有较高的反射率衬比度,可获得良好的记录性能。     

激光致晶态Ag11In12Te26Sb51相变介质光学常数的研究

研究了结晶度对Ag11In12 Te2 6Sb51相变薄膜光学常数的影响。用初始化仪使相变薄膜晶化 ,改变晶化参量得到不同的结晶度 ,当转速固定时 ,随激光功率的增加 ,折射率基本随之减小 ,消光系数先是增大 ,而后减小 ;当激光功率固定时 ,随转速的增大 ,折射率也随之增大 ,消光系数也是先增大后减小。非晶态与晶态间的变换、薄膜微结构的变化 (包括晶型的转变和原子间键合状态的变化 )以及薄膜内残余应力是影响Ag11In12 Te2 6Sb51相变薄膜复数折射率的主要原因。测量了单层膜的透过率和CD RW相变光盘中Ag11In12 Te2 6Sb51薄膜非晶态和晶态的反射率     

激光致晶态Ag11In12Te26Sb51相变介质光学常量的研究

研究了结晶度对Ag11In12Te26Sb51相变薄膜光学常数的影响。用初始化仪使相变薄膜晶化，改变晶化参量得到不同的结晶度，当转速固定时，随激光功率的增加，折射率基本随之减小，消光系数先是增大，而后减小；当激光功率固定时，随转速的增大，折射率也随之增大，消光系数也是先增大后减小。非晶态与晶态间的变换、薄膜微结构的变化（包括晶型的转变和原子间键合状态的变化）以及薄膜内残余应力的影响Ag11In12Te26Sb51相变薄膜复数折射率的主要原因。测量了单层膜的透过率和CD－RW相变光盘中Ag11In12Te26Sb51薄膜非晶态和晶态的反射率。     

488nm连续激光晶化本征非晶硅薄膜的喇曼光谱研究

利用等离子增强化学气相沉积系统制备了本征非晶硅薄膜,并选用488 nm波长的连续激光进行晶化.采用喇曼测试技术对本征非晶硅薄膜在不同激光功率密度和扫描时间下的晶化状态进行了表征,并用514 nm波长与488 nm波长对样品的晶化效果进行了比较.测试结果显示:激光照射时间60 s,激光功率密度在1.57×105 W/cm...     

GeTe 相变薄膜的结构及光学性能研究

相变材料可迅速地实现晶态与非晶态之间的相互转换,在相变存储领域具有重要的应用.本文用脉冲激光沉积(PLD)法在Si衬底上制备了高质量的GeTe相变薄膜,并对不同温度下退火的GeTe薄膜进行了结构和光学反射率的表征.实验结果表明,室温沉积的GeTe薄膜为非晶态结构,薄膜的结晶化温度约为250℃.随着退火温度的增加,(202)衍射峰位逐渐向低角方向移动,(202)面间距逐渐增加,这可能与退火薄膜中存在大的压应力有关.薄膜的光学反射率测试表明我们制备薄膜的晶态和非晶态具有高的反射率对比度.以上结果表明PLD法制备的GeTe薄膜在光学相变存储领域具有较好的应用潜能.     

纳秒单脉冲激光诱导AgInSbTe薄膜的相变特性

利用磁控溅射法在K9玻璃基底上制备了Ag8In14Sb55Te23(AIST)纳米薄膜,并利用激光抽运-探测技术测量了薄膜的时间分辨反射率变化特性。研究结果表明,在合适能量密度的单脉冲纳秒激光脉冲作用下,AIST薄膜可以快速从沉积非晶态转化为晶态结构,晶化过程包含中间熔化态。在较低能量密度范围内,反射率变化量和晶化时间都随能量密度变化呈线性增加趋势。     

亚酞菁薄膜的光谱和光存储性质研究

利用真空蒸镀法制备了一种新的三硝基溴硼亚酞菁（BTN－SubPc)薄膜。在室温下测试了该亚酞菁染料在溶液和薄膜态的吸收光谱、薄膜态的反射和透过光谱，发现该薄膜在500nm-650nm波长范围内具有优良的吸收和反射特性。在632.8nm光盘静态测试仪上测试了覆盖有金属反射层的BTN－SubPc薄膜的静态光存储性能，结果表明，用较小功率和较窄脉宽的激光辐照膜片时，可获得大于30％的反射率对比度，显示出该材料用作短波长光存储介质（特别是用于可录型数字多用光盘）的巨大潜力。     

激光功率对铬原子束一维沉积的影响

以粒子光学方法为基础,利用适当步长的四阶Runge-Kutta算法模拟研究了准直铬原子束经过波长为425.55 nm,功率分别为3.93mW和40 mW的一维高斯激光驻波场汇聚作用后所沉积的一维条纹情况.在以上两种激光功率下,沉积条纹沿ox方向的结构质量的周期性相同,而沿着oy方向的结构质量却存在很大的差异:在3.93 mW时,每一根沉积条纹在oy方向上都非常清晰,并且半高宽在[-0.5,0.5](以激光束腰半径为单位)的区域内具有较好的一致性,对比度在[-0.2,0.2]区域内有较好一致性;在40mW时,每一根沉积条纹呈现出较为复杂的结构,在激光束的中轴区域附近[-1.08, 1.08]内,原本在3.93 mW时的一根条纹分裂成三根.另外,3.93 mW时y=0的平面内条纹情况和40 mW时y=±1.08平面内情况对应性很好,即平均间距为212.78nm,半高宽为21.65 nm,对比度为24.78.分析结果表明,较好地沉积条纹与适当激光功率有关.     

掺杂氧的Ge-Sb-Te相变薄膜的光学性质

研究了氧掺入Ge-Sb-Te射频溅射相变薄膜在400nm-800nm区域的光学常数（n,k）和反射、透射光谱，发现适当的氧掺入能大大增加退火前后反射率对比度，因此可通过氧掺入改良Ge-Sb-Te相变材料的光存储性能。     

原子力显微镜对TeOx薄膜中短波长静态记录点结构的分析

以真空蒸镀法在K9基底上制备了TeOx单层薄膜,采用特定的定位方法,使用原子力显微镜对不同记录功率下薄膜中短滤长静态记录点（514．5nm)的结构进行了分析。实验结果表明薄膜具有良好的记录灵敏性,在记录功率1．5mW时就可产生较高的反射率对比度,记录点具有明显的凹陷和凸起结构,随着记录功率的提高,凹陷和凸起增强,记录点增大。记录点的形态结构和记录前后反射率对比度是直接相关的。研究揭示了原子力显微镜在提高薄膜存储特性如信噪比,存储密度等方面的分析功能。     

Ge2Sb2Te5薄膜光学性能和短波长静态记录特性的研究

利用直流磁控溅射制备了单层Ge₂Sb₂Te₅薄膜,研究了薄膜在400～800 nm区域的反射、透过光谱,计算了它的吸收系数,发现薄膜在400～800 nm波长范围内具有较强的吸收.随着薄膜厚度的增加,相应的禁带宽度Eg也随之增加.对Ge2Sb2Te5薄膜光存储记录特性的研究发现,在514.5 nm波长激光辐照样品时,薄膜具有良好的写入对比度,擦除前后的反射率对比度在6%~18%范围内.对实验结果进行了分析.     

488 nm连续激光晶化本征非晶硅薄膜的喇曼光谱研究

利用等离子增强化学气相沉积系统制备了本征非晶硅薄膜,并选用488 nm波长的连续激光进行晶化.采用喇曼测试技术对本征非晶硅薄膜在不同激光功率密度和扫描时间下的晶化状态进行了表征,并用514 nm波长与488 nm波长对样品的晶化效果进行了比较.测试结果显示:激光照射时间60 s, 激光功率密度在1.57×10⁵ W/cm²时,能实现非晶硅向多晶硅的转变,在功率密度达到2.7 56×10⁵ W/cm²时,有非晶开始向单晶转变,随着激光功率密度的继续增加,晶化结果仍为单晶;在功率密度为2.362×10⁵ W/cm²下,60 s照射时间晶化效果较好;在功率密度为2.756×10⁵ W/cm²和照射时间为60 s的条件下,用488 nm波长比514 nm波长的激光晶化本征非晶硅薄膜效果较好,并均为单晶态.     

蓝光相变光盘的多层膜结构设计

为了使光盘获得优良的记录／读出性能并能够长期稳定地使用，必须优化设计相变光盘的多层膜结构。采用自行设计的模拟分析相变光盘读出过程设计软件，从光学角度出发模拟计算了蓝光(405nm)相变光盘的膜层结构，研究了多层膜系的反射率和反射率对比度等光学参量与各层膜厚度和槽深的关系。研究得出的最佳多层膜结构为：下介电层／记录层／上介电层／反射层的厚度对于台记录为100nm／10nm／25nm，／60nm，而对于槽记录则为140nm／15nm／30nm，／60nm，槽深为50nm。模拟计算结果对于将来高密度蓝光相变光盘的制备具有一定的指导意义。     

热致晶化高反射率SbOx薄膜的结构分析和光学性质

利用直流磁控反应溅射法制备了SbOx薄膜,利用X射线衍射分析仪和光谱仪分别研究了这种薄膜热致晶化的微观结构和光学性质的变化,并通过非晶态薄膜粉末的示差扫描量热实验测出不同加热速度条件下结晶峰温度,研究了这种薄膜的结晶动力学。发现沉积态SbOx薄膜为非晶态,非晶态SbOx薄膜在热致晶化过程中发生了两种变化,分别对应为较低温度下Sb晶体和较高温度下立方Sb2O3相的生成。退火后晶态薄膜中出现了单质Sb和Sb2O3,300℃退火后Sb2O3相含量最大。晶态薄膜的反射率均高于沉积态,在晶态薄膜中200℃退火的薄膜反射率最大。     

AgInSbTe薄膜的短波长记录性能分析

采用自制的装置研究了Ag5In5Sb47Te33薄膜的静态记录性能与记录激光的功率和脉冲宽度的关系，并对其记录畴形貌特点进行了直接观察。结果表明只有记录激光的功率和脉冲宽度在一定范围之内才能起到信息记录的作用，所得的记录畴形貌十分清晰，基本为非晶态Ag5In5Sb47Te33；小于该范围的激光能量不能使材料结构发生较大的变化，所得的记录畴形貌模糊，反射率对比度低于2％；大于该范围所得的记录畴由烧蚀区和其周围的非晶态Ag5In5Sb47Te33组成。另外，得到了记录激光功率为12mW、脉冲宽度为90ns的Ag5In5Sb47Te33薄膜的短波长最佳记录条件，其记录畴的反射率对比度为22％，直径为380nm-400nm。     

缺氧La0.6Ca0.4MnO3-δ薄膜的光响应特性

采用波长均为532 nm的连续激光和脉冲激光研究了缺氧La0.6Ca0.4MnO3-δ(LCMO)薄膜的光响应特性。分析了在金属态和绝缘态时,缺氧对LCMO薄膜光响应的不同影响。在脉冲宽度7 ns、峰值功率750 mW的脉冲激光作用下,缺氧LCMO薄膜在室温下呈现出明显的光响应信号,其光电导增大36.4%,上升时间约30 ns。由于光子能量大于LCMO的禁带宽度,光子注入在薄膜中产生了电子-空穴对,而电子很容易被氧空位俘获,从而在薄膜中产生大量额外的空穴载流子,大量的空穴载流子可能诱发局域绝缘-金属相变,从而在薄膜中产生明显的光电导效应。实验显示出缺氧钙钛矿薄膜在光电器件上的巨大应用潜力。     

不同沉积速率下热蒸发银膜的光学性能和结构分析

实验分别采用5种不同的沉积速率(0.44,0.30,0.18,0.08和0.04nm/s)制备了金属银薄膜,膜系结构为基底/Al2O3/Ag/Al2O3/Air。光谱测试结果表明,沉积速率0.18nm/s的样品具有最高的平均反射率。采用X射线衍射(XRD)仪分析了5个样品的X射线衍射谱。银膜择优取向(111)晶向,0.18nm/s的样品衍射峰强度最大、衍射峰半峰全宽最小、晶粒尺寸最大,说明此沉积速率下结晶程度最高。过快或者过慢的沉积速率会导致银膜结晶程度下降,从而导致平均消光系数增大和反射率下降。在实验条件下,银膜的最佳沉积速率在0.18nm/s附近,此时制备的银膜具备最好的结晶程度和最高的反射率,此结论不同于传统意义上认为热蒸发银膜速率越快,成膜质量越高、光谱特性越好的观点。     

短波长相变光盘记录介质Ge2Sb2Te5薄膜的制备及静态性能研究

研究了６３２．８ｎｍ波长下适用的相变光盘介质Ｇｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５薄膜的制备方法和静态光存诸记录特性，发现该薄膜可在１００ｎｓ条件下实现直接重写，在优化膜层结构后，写擦循环次数高达１０＾６，反射率对比度在１５％以上。     

基于泵浦探针法研究VO_2薄膜多波段红外激光相变特性

用泵浦探针法实验研究了红外激光辐照二氧化钒薄膜的相变特性.首先利用氧源-分子束外延法制备了薄膜厚度分别为20nm、40nm、60nm的三组VO_2单晶外延薄膜,并且以10.6μm的CO_2连续激光作为泵浦光,分别以1 064nm和3 459nm的纳秒脉冲激光作为探针光,对这三组薄膜分别进行了辐照实验.实验发现三组薄膜相变后对1 064nm探针光的透过率降低量平均值分别为5.26%、6.2%、8.92%,反射率降低量分别为3.09%、6.56%、4.93%;对3 459nm探针光透过率降低量平均值分别为28.4%、47.78%、55.13%,反射率升高量平均值分别为6.65%、17.87%、7.49%.结果表明:利用分子束外延法制备的纳米级VO_2薄膜相变前后对入射激光为镜面反射;薄膜对3 459nm探针光的相变特性比对1 064nm探针光相变特性显著;薄膜厚度的增加会降低相变前透过率,但是对相变后透过率降低更为明显;薄膜对10.6μm CO_2连续激光相变前后始终保持几乎不透.研究结果可为薄膜的应用提供参考.