光盘反射层纳米A1膜性能研究

利用原子力显微镜（AFM）和椭圆偏振仪研究了溅射条件对纳米Al薄膜性能的影响。研究表明，随溅射Ar气压的增大，纳米Al膜的表面粗糙度增加，折射率降低，反射率减小，这与薄膜的结构变化密切相关；随溅射功率的增大，纳米Al膜的表面粗糙度增加，而其光学常数的变化则不明显。     

膜厚对氧化钒薄膜结构和光学性质的影响

利用真空热蒸发在石英基片上制备了不同厚度的氧化钒薄膜, 研究厚度对薄膜的结构、形貌和光学特性的影响。薄膜的结构由X射线衍射(XRD)仪和拉曼(Raman)光谱仪测得, 表面形貌用原子力显微镜(AFM)观测。利用分光光度计测量薄膜的光学透射率, 并且采用Forouhi-Bloomer模型与修正的德鲁德(Drude)自由电子模型相结合的方法拟合透射率来确定薄膜的折射率、消光系数和带隙。结果表明, 热蒸发的氧化钒薄膜呈非晶态, 薄膜的主要成分为五氧化二钒, 且含有少量的二氧化钒。薄膜表面的颗粒粘结在一起, 随着薄膜厚度的增加, 薄膜表面粗糙度以及颗粒尺寸变小, 膜层表面平整度越来越好, 颗粒之间的空隙变小, 导致折射率随膜厚的增加而增大, 消光系数减小。另外, 随着薄膜厚度从200 nm增加到450 nm, 光学带隙从2.67 eV减小到2.45 eV。     

不同基底上银薄膜的光电学性质研究

用热蒸发的方法,分别在孔径约为200nm的多孔阳极氧化铝(AAO)模板和空白石英基片上室温沉积厚为25～200nm的Ag薄膜样品,研究膜厚对两种样品的微观结构和光电学性质的影响。微观结构利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)观测,光电学性质应用分光光度计及Van derPauw方法检测。结果表明,石英基片上Ag(QuartzAg)薄膜的结晶性能比AAO模板上Ag(AAO-Ag)薄膜的结晶性能好,当厚为200nm时,AAOAg薄膜形成纳米颗粒的叠层结构;AAOAg薄膜的全反射率和QuartzAg薄膜的反射率均遵循随膜厚增加而增加的规律。在同一厚度和同一波长条件下,AAOAg薄膜的光学反射率比QuartzAg薄膜小很多,当厚为109nm时,在可见光和红外光区域,QuartzAg薄膜的反射率超过95%,而AAOAg薄膜的全反射率为40%;QuartzAg薄膜在厚度为25nm时已导电,而AAOAg薄膜的厚度为37nm时才开始导电。对于同一厚度,AAOAg薄膜的方块电阻比QuartzAg薄膜的大,随着膜厚的增加,它们的差值从厚为37nm时的4.90Ω/口逐渐减小到厚为200nm时的0.37Ω/口。     

基于反射光谱的单层抗反射膜的非在位膜厚精确控制

提出一种基于反射光谱分析的非在位膜厚控制技术,首先利用椭圆偏振光谱仪确定波长300～1 700 nm范围内的薄膜折射率,由此确定对应于特定波长(如1 550 nm)的最佳抗反射(AR)镀膜沉积条件。然后计算最佳AR镀膜厚度所对应的反射谱,得到相应的CIE标准色谱坐标。通过对比实测镀膜颜色和计算得到的最佳颜色,可以实现小尺寸器件端面上AR镀膜厚度的优化控制。利用这一方法,由等离子体增强化学气相沉积(PECVD)制备的SiNx单层AR镀膜,获得了4.4×10-4的反射率。     

光学膜厚监控方法

光学膜厚监控方法是光学镀膜过程中用以控制光学薄膜光学厚度的主要方法,也是实现镀膜自动化的关键技术之一.了解光学膜厚监控方法的工作原理、特点及误差来源,有助于在实际应用中根据所镀产品的要求选择合适的光学监控方法及监控参数.文中针对最常用的两种光学膜厚监控方法一单波长法和宽光谱法,分别介绍其工作原理,给出了单波长下根据薄膜的透射率或反射率推算膜层厚度的计算方法以及宽光谱法所常用的3种评价函数,总结出影响单波长法测量的8种因素和宽光谱法的11种因素,并根据这些因素分析了这两种方法的特点和适用范围.     

基于白光扫描干涉术的厚膜几何参数测量

提出了一种结合白光扫描干涉术与图像分割技术的薄膜自动测量方法,可以同时得到薄膜的上下表面形貌以及厚度等几何参数。测试系统集成了Mirau干涉物镜,通过高精度纳米定位器带动物镜实现垂直扫描。当薄膜厚度足够时,扫描所得信号会含有两组可分离的干涉条纹,利用Otsu方法实现双峰信号的自动分离。标准膜厚的测量实验表明,本文方法可...     

基于腔内倍频的457 nm激光器高反射腔镜的研制

基于倍频反射膜的设计理论,结合膜系设计软件实现了多波段激光腔面高反射膜的设计。在制备过程中,基于最小二乘法原理建立了残余蒸镀量与膜层厚度之间的关系式,解决了膜厚控制误差累积导致薄膜光谱性能变差的问题。制备的薄膜在457 nm和914 nm波长处的反射率分别为99.9%和99.6%,在808,1064,1342 nm波长处的透射率分别为97.2%、96.8%和93.1%,满足457 nm激光器的使用要求。     

薄膜蒸镀光学控制中一种现象的数学分析

证明了在连续蒸镀两层高、低折射率介质膜过程中，当第一层厚度不足／４厚时，刚开始蒸镀第二层膜时其反射率变化趋势与第一层膜相同。并由此展开，说明两层厚度不足／４的薄膜在很大程度上等价于一层／４厚的薄膜。     

低红外发射率TiO2/Ag/TiO2纳米多层膜研究

利用磁控溅射在玻璃衬底上制备了具有良好的光谱选择性透过率的TiO2/Ag/TiO2纳米多层膜.通过用X射线衍射、扫描电子显微镜、UV-VIS-NIR分光光度计、傅里叶红外光谱仪对样品进行表征,优化了薄膜的制备工艺,研究了多层膜的光学特性.结果表明,当Ag膜的厚度为12nm时,多层膜具有高的可见光透过率和优良的导电性能.样品在555nm波长处的透过率最高达93.5%,红外波段平均反射率为90%左右,8μm～14μm波段红外发射率ε＜0.2.Ag层厚度的增加使可见光高透过率波段变窄,透过率下降.内层及外层TiO2厚度的变化引起薄膜可见光透过峰的位置及强度发生变化,外层的影响高于内层.     

激光防护中VO2薄膜的最佳膜厚计算

为实现VO2薄膜在激光防护应用中的最佳膜厚设计,采用椭圆偏振法测试分别得到Si基底VO2薄膜低温半导体态与高温金属态的光学常数,基于具有吸收特性薄膜的透射率计算理论,结合VO2薄膜用于激光防护的需求,计算得到适用于激光防护的最佳膜厚。为验证计算方法准确性,根据入射激光波长10.6 μm为例计算的最佳膜厚,采用直流磁控溅射法在Si基底上制备具有相应膜厚的薄膜,利用傅里叶变换红外光谱测试分析了该薄膜的红外透射率相变特性,结果表明其红外透射率具有明显相变特性,3~5 μm波段的红外透射率对比值达到99%,λ=10.6 μm 处相变前后的红外透射率分别为67.2%、4.2%,与理论计算透射率66.4%、3.3%误差较小,实测透射率对比值为93.8%,与理论预期95%基本相符,表明理论计算方法具有一定的准确性,根据最佳膜厚算法设计的VO2薄膜适合应用于红外探测器的激光防护研究。     

Bulk-like Al/Ag bilayer film due to suppression of surface plasmon resonance for high transparent organic light emitting diodes

We demonstrate the enhanced optical and electrical properties of an ultrathin silver (Ag) film by applying an aluminum (Al) seed layer between LiF and Ag as a transparent cathode for higher-transparency organic light-emitting diodes (OLEDs). Although the thickness ranges from 4 to 8 nm, the ultrathin Ag film is a continuous and uniform bulk-like film with an Al seed layer, which suppresses the surface plasmon absorption. Compared to an Ag-only cathode, the measured transmittance spectra were considerably increased, comparable with the theoretical calculations of a bulk Al/Ag bilayer film. The Al/Ag bilayer cathode has a transmittance of 87% at a 550 nm wavelength and a sheet resistance of 19.5 Ω/sq with a 4-nm-thick Ag layer. The transparent OLED devices that employed the Al/Ag cathode showed a transmittance of 72% at a 550 nm wavelength for an Ag thickness of 6 nm.     

FTO玻璃衬底上锆钛酸铅多层膜的微结构与光学特性

应用化学溶液沉积法,在涂布氟掺杂SnO2的玻璃衬底上制备了具有16个周期的PbZr0.4Ti0.6O3多层膜,并对其微结构与光学性能进行了研究.测试表明,玻璃基底上的PbZr0.4Ti0.6O3多层膜具有均匀、平整、致密和无裂纹的表面形貌,呈现出由致密层和多孔疏松层交替排列构成的层状结构,且具有单一钙钛矿相.在350～900nm的波长范围内,反射光谱曲线上存在一个中心波长位于450nm、带宽约为41nm、峰值反射率超过91%的高反射率带;与反射光谱相对应,在相同频段的透射光谱曲线上出现了一个与反射带等宽、中心波长位于450nm的透射谷,谷的最小透过率小于6%.这项研究进展对拓展铁电多层膜的应用范围将有积极作用.     

发射层对指数掺杂Ga1-χAlχ As/GaAs光阴极性能的影响

为了探索发射层厚度对指数掺杂Ga1-χAlχAs/GaAs光电阴极光学性能与光电发射性能的影响,实验制备了两种发射层厚度不同的阴极样品,并测试得到400μm～1 000 nm内反射率、透射率与光谱响应曲线.实验结果说明发射层2.0 μm厚的样品比1.6μm厚的样品性能更好.利用薄膜光学矩阵理论公式计算阴极膜系反射率、透...     

Optical,electrical and photovoltaic properties of thermally evaporated 3-amino-2-[(2-nitrophenyl)diazinyl]-3-(piperidin-1-yl)acrylonitrile thin films

Thin films with various thickness of 3-amino-2-[(2-nitrophenyl)diazinyl]-3-(piperidin-1-yl)acrylonitrile (ANPA) were produced by conventional thermal evaporation. The dependence of the optical, electrical, and photovoltaic properties on the film thickness was investigated. X-ray diffraction showed that the films have an amorphous structure. The optical properties were investigated in terms of transmittance and reflectance in the spectral range 200–2500 nm. Spectral distribution analysis of the absorption coefficient revealed that the films have an indirect allowed electronic interband transition. The optical bandgap decreased from 2.47 to 2.1 eV for an increase in film thickness from 105 to 265 nm. The direct current electrical conductivity of the films was measured for sandwich-structured samples as a function of the heating temperature and film thickness. The films exhibited semiconductor behavior and electrical conduction was attributed to hopping of charge carriers in localized states. ANPA films of differing thickness were deposited on p-type Si single-crystal substrates. The influence of film thickness on the electrical and photovoltaic parameters of Au/ANPA/p-Si/Al heterojunction solar cells was investigated.     

Kubelka-Munk模型下的兔血管对Ar+激光的散射与吸收特性

测量了兔动脉和静脉对Ar+激光的反射和透射传输特性.实验采用两积分球系统及Ar+激光器,并根据测量数据和采用Kubelka-Munk模型分析、计算了兔动脉与静脉组织对该波长激光的吸收系数、散射系数、总光强I(x)及前向散射通量i(x)和后向散射通量j(x)随厚度的变化情况.结果表明,兔动脉与静脉的漫反射率和透射率有明显差别,且动脉对激光的吸收系数明显较静脉的小,而动脉对激光的散射系数却明显较静脉的大,在动脉和静脉组织中总光强I(x)、前向散射通量i(x)和后向散射通量j(x)随厚度的变化情况也有明显的区别.     

用蒙特卡罗法研究面光源在血液中的传播

用蒙特卡罗法模拟了光斑半径为0.1cm的633nm激光光源的玻璃-血液=玻璃3层样品结构中的传播，详细地讨论了漫反射率和总透过率与血液厚度的关系以及不同厚度血液其漫反射和总透过的径向强度分布。结果表明：血液的漫反射率很小且厚度达到0.08cm后，漫反射率就基本稳定；总透过率随血液厚度的增大而减小，当血液厚度达到0.10cm后，血液就基本不透光了；漫反射和总透过的径向强度主要分布的高斯光斑范围内。     

End-Hall与APS离子源辅助沉积制备的薄膜特性

利用离子束辅助沉积(IAD)技术制备了单层HfO2薄膜,离子源分别为End-Hall与APS离子源。采用Lambda900分光光度计、可变角光谱椭圆偏振仪(V-VASE)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、ZYGO干涉仪和激光量热计测试了薄膜的透射光谱、光学常数、晶体结构、表面形貌和吸收(1064nm)。实验结果表明,薄膜特性与辅助离子源及起始膜料有着密切的关系。End-Hall离子源辅助沉积制备的薄膜出现轻微的折射率不均匀性。两种离子源辅助沉积制备的薄膜折射率均较高,吸收损耗小,薄膜均为单斜晶相。不同离子源辅助沉积条件下,利用金属Hf为起始膜料制备的薄膜表面平整度较好,其均方根粗糙度和总积分散射均相对较小。与End-Hall离子源相比,APS离子源辅助沉积制备的薄膜吸收相对较小。     

KubelkaMunk 模型下的人动脉组织对氦氖激光的光学特性

本文测量了人动脉对He-Ne激光的反射和透射传输特性。实验采用两积分球系统及波长为632.8nm的He-Ne激光器,并根据测量数据采用Kubelka-Munk模型分析和计算了人动脉组织对该波长激光的吸收系数、散射系数及总的光强I(x)及前向散射通量i(x)和后向散射通量j(x)的变化情况。结果表明,不同的动脉组织的漫反射率和透射率有明显差别,而且,不同的动脉组织对激光的吸收系数和散射系数也有明显的不同,不同的动脉组织中总的光强I(x)及前向散射通量i(x)和后向散射通量j(x)的变化情况也有明显的区别。     

Effect of the film thickness on the optical constants and dispersion parameters of chalcogenide Ge20Se70Ag10 thin film

Chalcogenide thin films of Ge₂₀Se₇₀Ag₁₀ of thicknesses 150, 300 and 450 nm are prepared by a thermal evaporation technique. The crystalline phases of the deposited film are identified by X-ray diffraction. The transmittance and reflectance of the films are measured in the wavelength range 200–2500 nm. The optical band gap decreases while the width of the localized states tail increases with increasing film thickness. Variation of refractive index and extinction coefficient with the film thickness is studied to analyze the optical efficiency of these films. Application of the single oscillator model to the films reveals that the oscillator energy decreases while the dispersion energy increases with increasing thickness. The variation of the optical constants suggests that the thickness change is a good choice to control the optical properties of Ge₂₀Se₇₀Ag₁₀ film.     

Electrical and optical properties of deep ultraviolet transparent conductive Ga2O3/ITO films by magnetron sputtering

Ga2O3/ITO films were prepared by magnetron sputtering on quartz glass substrates. The transmittance and sheet resistance of ITO films and Ga2O3/ITO films were measured by using a double beam spectrophotometer and four point probes. The effect of the ITO layer and Ga2O3 layer thickness on the electrical and optical properties of Ga2O3/ITO bi-layer films were investigated in detail. Ga2O3 (50 nm)/ITO (23 nm) films exhibited a low sheet resistance of 323 Ω/□ and high deep ultraviolet transmittance of 77.6% at a wavelength of 280 nm. The ITO layer controls the ultraviolet transmittance and sheet resistance of Ga2O3/ITO films. The Ga2O3 layer thickness has a marked effect on the transmission spectral shape of Ga2O3/ITO films in the violet spectral region.