Nb掺杂ZnO透明导电薄膜的结构以及光电性能研究

采用直流磁控溅射法在玻璃衬底上制备了高质量的Nb掺杂ZnO( NZO)透明导电薄膜.为了研究薄膜厚度对薄膜性质的影响,制备了五个厚度分别为239 nm,355 nm,489 nm,575 nm和679 nm的样品.XRD结果表明,ZnO∶ Nb薄膜是具有六角纤锌矿结构的多晶薄膜,并且具有垂直于衬底的c轴择优取向.随着膜厚的增加,薄膜的结晶质量明显提高.当厚度从239 nm增加到489 nm时,平均晶粒尺寸从19.7 nm增加到24.7 nm,薄膜的电阻率持续减小;当厚度进一步增加时,晶粒尺寸略有减小,电阻率有所增加.本实验获得的最低电阻率为4.896×10-4Ω·cm.随膜厚的增加,光学带隙先增大后减小.所有薄膜在可见光区域的平均透过率均超过88.3;.     

金属-石墨烯光子晶体-金属结构的吸收特性

金属-石墨烯光子晶体-金属复合结构可实现多带吸收。为了解该复合结构的吸收特性, 采用传输矩阵法, 研究了可见光波段结构参量对其多带吸收特性的影响。结果表明, 各吸收带的中心波长与石墨烯化学势的大小无关; 吸收带的个数与石墨烯光子晶体周期单元个数及电介质层的光学厚度有关; 周期单元数越大, 介质层光学厚度越大, 吸收带的个数就越多; 两金属层的厚度对吸收特性的影响存在差异, 要使光吸收率尽可能高, 衬底一侧的金属层要尽可能厚, 入射空间一侧的金属层的厚度则存在一个最优值; 垂直入射时合理选择相关参量, 各主要吸收峰可有90%以上的吸收率。此研究结果为研制基于石墨烯的多带光吸收器提供了参考。     

基于光学Tamm态的磁流体磁场传感器研究

磁场的传感测量在相关领域具有重要应用.利用磁流体的磁光效应,提出了一种基于光学Tamm态的磁场传感结构.该结构由加载了金属层和电介质层的一维磁流体光子晶体构成.数值研究了该结构的结构参数对传感性能的影响.结果 表明,磁流体层越厚,探测灵敏度就越高.金属层和电介质层的厚度均存在一个最佳值,使得传感器具有较高的探测精度.结...     

NZO透明导电薄膜的制备及其性能研究

室温下,采用直流磁控溅射法,在玻璃衬底上制备出Nb掺杂ZnO(NZO,ZnO:Nb)透明导电薄膜。研究了靶与衬底之间的距离对NZO薄膜结构、形貌、光学及电学性能的影响。实验结果表明,不同靶基距下制备的NZO薄膜均为c轴择优取向生长,(002)衍射峰的强度随着靶基距的减小而增大。靶基距增大时,薄膜表面逐步趋向平整光滑、均匀致密,薄膜的厚度逐渐减小。在靶基距为60mm时,制备的薄膜厚为355.4nm,电阻率具有最小值(6.04×10-4Ω.cm),在可见光区的平均透过率达到92.5%,其光学带隙为3.39eV。     

Extraordinary optical properties of Fibonacci quasi-periodic 1D superconducting photonic crystals in near-zero-permittivity operation range

In near-zero-permittivity operation range, the position-dependent extraordinary optical properties of a one dimensional (1D) Fibonacci quasi-periodic superconducting photonic crystal (PC), which consists of alternating superconductor and dielectric layers, are theoretically investigated by using the transfer matrix method. Based on the calculated reflectance spectrum, it is shown that the extraordinary optical properties depend on the relative positions of the threshold wavelength and the photonic band gaps (PBGs). By suitably choosing the thickness of the superconducting or dielectric layer, a transmission narrow band filter or resonator can be designed without introducing any physical defect in this structure.     

溅射压强对钛镓共掺杂氧化锌透明导电薄膜性能的影响

利用直流磁控溅射工艺在玻璃衬底上制备出了透过率高、电阻率较低的钛镓共掺杂氧化锌透明导电薄膜(TGZO)。研究了溅射压强对TGZO薄膜结构、形貌和光电性能的影响。研究结果表明,溅射压强对TGZO薄膜的结构和电阻率有重要影响。X射线衍射(XRD)表明,TGZO薄膜为具有c轴择优取向的六角纤锌矿结构多晶薄膜。薄膜的电阻率具有随着溅射压强的增大先减小,后增大的规律,在溅射压强为11Pa时,实验获得的TGZO薄膜晶格畸变最小,电阻率具有最小值1.48×10-4Ω.cm,透过率具有最大值94.3%。实验制备的TGZO薄膜附着性能良好,在400～760nm波长范围内的平均透过率都高于90%。     

一种带有锥形多模过渡区的Y分支光波导

为减小Y分支波导的分支损耗,提出在输入波导和两输出波导间引入锥形多模过渡波导.与已被用于减小Y分支波导分支损耗的矩形多模过渡波导相比,所引入的锥形多模过渡波导,不仅可以减小过渡波导的长度,还可进一步减小分支损耗.利用三维有限差分光束传播法,对具有锥形过渡波导的退火质子交换铌酸锂Y分支光波导进行了数值模拟.数值结果为该类Y分支光波导的设计和制备提供参考.     

近零介电常数区超导薄层的Goos-H?nchen位移

Goos-H?nchen(GH)位移是一种特殊的光学现象,具有广泛的应用.构造材料光学性质的差异对同一结构的GH位移有很大影响.在近零介电常数区,本文比较研究了不同偏振态的光波入射到超导薄层上的GH位移.当以大于临界角的入射角入射时,s偏振光的GH位移始终保持为正值,而p偏振光的GH位移的正负与超导材料的介电常数为零时的波长相关联.当入射光波长大于该波长时,GH位移会出现负值.相关参数对不同偏振态下的GH位移的影响存在较大差异.相对于p偏振光,GH位移在s偏振光入射时随相关参数的变化规律较为简单.超导材料在光子学领域具有广泛的应用,计算结果为基于超导材料的新型光子学器件研究开发提供了参考.     

辛硫磷分子印迹聚合物的合成

以辛硫磷为模板分子,丙烯酰胺为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,偶氮二异丁腈为引发剂,在甲醇溶液中制备了辛硫磷分子印迹聚合物.该聚合物对模板分子具有良好的选择性,用作液相色谱固定相,很好地分离了模板分子及其结构类似物,结果令人满意.     

基于光子晶体异质结构的磁可调石墨烯多带吸收

石墨烯在光电子学领域具有广泛应用,但石墨烯的吸收率较低限制了其在某些方面的应用。为了改善单层石墨烯的吸收特性,在前人研究的基础上,设计了石墨烯和光子晶体异质结构构成的复合结构。利用4×4传输矩阵法研究了外磁场、费米能量和设计波长等参数对石墨烯吸收特性的影响。结果表明,所设计的光学结构使石墨烯既保持了原有的宽吸收带,还增加了数目可调的窄吸收带。由于考虑到磁光效应,石墨烯的吸收特性表现出一定的磁圆二色性。对于各吸收带,通常情况下左旋圆偏振光的吸收率要大于右旋圆偏振光的吸收率。但调节外磁场和费米能量,可使各吸收带具有99%以上的吸收,在一定的条件下,还可实现近完美的100%吸收。研究结果为光电子学领域中基于石墨烯的相关器件的设计提供了参考。