LBO晶体上1064 nm,532 nm二倍频增透膜的设计及误差分析

采用矢量合成法设计了LiB3O5(LBO)晶体上1064 nm,532 nm二倍频增透膜,在1064 nm处的反射率为0.0014%,532 nm处的反射率为0.0004%。根据误差分析,薄膜制备时沉积速率精度控制在 6.5%时,1064 nm处的反射率增加至0.22%,532 nm处增加至0.87%。材料折射率的变化控制在 3%时,1064 nm处的反射率达0.24%,532 nm处达0.22%。沉积速率和折射率控制的负变化不增大特定波长处的剩余反射率。与膜层折射率相比,薄膜物理厚度对剩余反射率的影响小。低折射率膜层的厚度变化对特定波长处的剩余反射率影响最明显,即为该膜系的敏感层。为改善膜基之间的附着力,选择Y2O3或SiO2作为过渡层,从过渡层的厚度匹配和膜层的折射率匹配两方面进行了相应的膜系匹配设计。     

双金属层表面等离子体共振传感器灵敏度优化

为了优化表面等离子体共振传感器的灵敏度,基于薄膜光学理论,分析了银-金双金属层表面等离子体共振传感器的反射率和灵敏度随金属薄膜厚度变化的规律。发现在满足共振角反射率小于1%的条件下,银膜和金膜厚度存在一定的取值范围; 在此厚度范围内,传感器的灵敏度随着金属薄膜（银膜与金膜）厚度的增大而提高,灵敏度增量最大可达5°/RIU。结果表明,在保证一定共振角反射率的前提下,可通过增加双金属层中金属薄膜的厚度提高双金属层表面等离子体共振传感器的灵敏度。     

缓冲层厚度对透明导电薄膜ZnO:Zr性能的影响

利用直流磁控溅射法在有ZnO:Zr缓冲层的水冷玻璃衬底上成功制备出了ZnO:Zr透明导电薄膜,缓冲层的厚度介于35～208 nm.利用XRD、SEM、四探针测试仪和紫外-可见分光光度计研究ZnO:Zr薄膜的结构、形貌、电光性能.结果表明,薄膜的颗粒尺寸和电阻率对缓冲层厚度具有较强的依赖性.当缓冲层厚度从35 nm增加到103 nm时,薄膜的颗粒尺寸增大,电阻率减小.而当缓冲层厚度从103 nm增加到208 nm时,薄膜的颗粒尺寸减小,电阻率增大.当缓冲厚度为103 nm时,薄膜的电阻率最小为2.96×10-3 Ω·cm,远小于没有缓冲层时的12.9×10-3 Ω·cm.实验结果表明,在沉积薄膜之前先沉积一层适当的缓冲层是提高ZnO:Zr薄膜质量的一种有效方法.     

缓冲层厚度对透明导电薄膜ZnO∶Zr性能的影响(英文)

利用直流磁控溅射法在有ZnO∶Zr缓冲层的水冷玻璃衬底上成功制备出了ZnO∶Zr透明导电薄膜,缓冲层的厚度介于35～208nm。利用XRD、SEM、四探针测试仪和紫外-可见分光光度计研究ZnO∶Zr薄膜的结构、形貌、电光性能。结果表明,薄膜的颗粒尺寸和电阻率对缓冲层厚度具有较强的依赖性。当缓冲层厚度从35nm增加到103nm时,薄膜的颗粒尺寸增大,电阻率减小。而当缓冲层厚度从103nm增加到208nm时,薄膜的颗粒尺寸减小,电阻率增大。当缓冲厚度为103nm时,薄膜的电阻率最小为2.96×10^-3Ω.cm,远小于没有缓冲层时的12.9×10^-3Ω.cm。实验结果表明,在沉积薄膜之前先沉积一层适当的缓冲层是提高ZnO∶Zr薄膜质量的一种有效方法。     

三氧化钼修饰银透明电极的光电性能及其应用研究

银(silver,Ag)纳米薄膜具有优异的导电性、延 展性、易制备等优点,是极具潜力的柔性透明电极材 料。通过真空热蒸镀制备不同厚度的银薄膜(6 nm、10 nm、14 nm、18 nm、20 nm、24 nm),由于光散射和 光吸收的共同作用, 其透过率随厚度的增加呈先减小、再增加、再减小的趋势,厚度为18 nm时最优,最高透过率约60%; 而面电阻则随厚度的增加逐渐减小。为提升银膜的透过率,引入高折射率(2.1)电介质三氧化钼(m olybdenum trioxide,MoO₃)对银膜进行修饰,制备了MoO₃/Ag/MoO₃(MAM)多层膜。结 果表明:引入MoO₃可以平滑 银膜表面,降低面电阻,并改善电导率;更重要的是“MoO₃/Ag”界面处会发生折射率耦合 ,大大提升多 层膜的整体透过率,透过率普遍增加至少10%。当银层的厚度为14 nm时,MAM多层膜的透过率最优, 可接近70%。最后,以银作为透明阴极,成功制备了双侧发光的绿光 有机发光二极管(organic light-emitting diode,OLED)。     

飞秒脉冲激光入射单层光学薄膜的光场特性数值模拟

飞秒脉冲激光入射光学薄膜形成瞬态光场分布是一个非稳态过程,该过程不同于纳秒脉冲或连续波入射的情形,不能直接采用求解薄膜特征矩阵的方法进行处理。采用多光束叠加的方法建立了超短脉冲入射单层膜的反射率和内部光强分布的理论模型,并根据ZnS薄膜材料的参数和单层增反膜的特点进行了数值计算。结果表明,对单层增反膜,薄膜反射率与脉宽成正比,并随脉宽增加逐渐趋近于连续波入射时的情形。在同一脉宽下,膜层厚度增加,反射率下降,且反射脉冲形状也发生改变。膜层中的光强分布计算结果也明显不同于连续波辐照情形,且薄膜厚度越大,差异越显著,表现为连续波入射时,膜层内的光强分布呈等振幅的波动,而超短脉冲入射时,波动的振幅逐渐增大,在膜层和玻璃分界处达到最大值。     

紫外固化系统热辐射滤光膜的研制

为了降低紫外固化系统光源的热辐射,根据光学薄膜理论,以HfO_2、AlF_3和Cr作为镀膜材料,采用反射与吸收相结合的结构,设计了紫外高反射、可见/近红外高吸收的滤光膜。通过在基底和膜系之间增镀Al膜作为过渡层,提高了薄膜的牢固性。通过优化工艺参数,研制了220~400nm波段平均反射率为90.6%、420~2000nm波段平均吸收率为92.4%的滤光膜。     

磁控溅射不同厚度铝薄膜的微结构及其表面形貌

用直流磁控溅射法在室温的Si(100)基底上制备了21～55 nm范围内不同厚度的铝膜,并用X射线衍射和扫描电镜对薄膜的结构和表面形貌进行了表征.分析结果表明:制备的铝薄膜呈多晶状态,晶粒择优取向为(111),随着膜厚的增加,Al(100)衍射峰宽变窄,薄膜的平均晶粒尺寸逐渐增大,晶面间距逐渐减小,薄膜中的残余应力减小.膜厚为55 nm时,Al膜均匀致密.     

热蒸发紫外LaF3薄膜光学常数的表征

薄膜光学常数的精确测定对于设计和制备多层薄膜具有重要意义。在JGS1型熔融石英基底上,采用热蒸发沉积方法制备了不同厚度的LaF3单层薄膜样品,利用光度法来获取弱吸收薄膜和基底的光学常数,计算得到其在185～450nm范围内折射率n和消光系数k的色散曲线。实验结果表明,当膜层厚度较薄时,LaF3薄膜折射率表现出不均匀性现象。随着薄膜厚度的增加,薄膜折射率不均匀性减小。在求解过程中选用不均匀模型后,拟合结果与实际测试光谱曲线吻合得很好,提高了薄膜光学常数的计算精度。     

Zr过渡层对Al膜微结构与性能的影响

为了增加高频声表面波器件用Al薄膜的功率承受力以及与基体的附着力，同时不增加薄膜在化学反应刻蚀中的难度。并精确地控制图形的尺寸。采用电子束蒸镀法研究了Zr过渡层和薄膜固化工艺对Al膜微结构、形貌、电性能及机械性能的影响。结果表明。适当厚度(5-30nm)的Zr过渡层增强了Al膜的(111)织构，增加了薄膜与LiNbO3基体的结合力，200℃固化后电阻率明显降低．拥有Zr过渡层的Al膜具有良好的工艺性能，通过反应离子刻蚀易获得精确的换能器图形．     

Ag-In-Te-Sb-O薄膜光学及短波长静态记录特性的研究

以Ag In Te Sb合金靶采用射频反应溅射在不同氧分压下制备了单层Ag In Te Sb O薄膜。对薄膜的反射光谱及光学常数 (n ,k)的研究结果表明 :在分压比PO2 /PAr =2 %～ 4%时制备的薄膜反射率较高 ,氩气保护下在30 0℃退火 30min后 ,在 5 0 0～ 70 0nm波长范围薄膜反射率增长可达 17%～ 2 5 % ;分压比PO2 /PAr=2 %时 ,薄膜在40 0～ 65 0nm波长范围有较强吸收 ,光学常数在退火前后也有较大差别。对薄膜静态记录性能的测试结果表明 :记录功率为 10mW ,脉宽为 10 0ns时 ,薄膜在记录前后反射率对比度高达 2 0 % ,具有良好写入灵敏性。连续多次进行写入 /擦除循环 ,擦除前后反射率对比度稳定 ,薄膜具有一定的可擦除性能。退火前后薄膜的X射线衍射 (XRD)结果说明退火后薄膜中仅有Sb的晶相 ,与Ag In Te Sb薄膜的结晶特性明显不同。薄膜的成分及各元素的化学状态用光电子能谱 (XPS)进行了分析。这类薄膜有望作为短波长高密度光存储材料。     

The Influence of Film Thickness on the Transparency and Conductivity of Al-Doped ZnO Thin Films Fabricated by Ion-Beam Sputtering

To evaluate the influence of film thickness on the structural, electrical, and optical properties of Al-doped ZnO (AZO) films, a set of polycrystalline AZO samples with different thickness were deposited on glass substrates by ion-beam sputtering deposition (IBSD). X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM), energy-dispersive x-ray spectroscopy (EDS), four-point probe measurements, and spectrophotometry were used to characterize the films. XRD showed that all the AZO films had preferred c-axis orientation. The ZnO (110) peak appeared, and the intensity increased, with increasing thickness. All the samples exhibited compressive intrinsic stresses. AFM showed that the grain size along with the root-mean-square (RMS) roughness increased with increasing thickness. The decrease of resistivity is due to the corresponding change in grain size, surface morphology, and chemical composition. The average optical transmittance of the AZO films was over 80%, and a sharp fundamental absorption edge with red-shifting was observed in the visible region. The optical band gap decreased from 3.95 eV to 3.80 eV when the AZO film thickness increased from 100 nm to 500 nm.     

衬底和退火处理对NiFe薄膜瞬时反射率的影响

用磁控溅射法制备Ni_(80)Fe_(20)薄膜,用中温管式炉对NiFe薄膜进行500℃退火处理,用X射线衍射(XRD)仪对退火后的薄膜进行结构分析.运用飞秒激光泵浦-探测技术研究了衬底和退火处理对NiFe薄膜瞬时反射率的影响.实验结果表明:硅片和K9玻璃衬底对20nm厚NiFe薄膜的瞬时反射率曲线影响较小,对40nm和60nm厚NiFe薄膜的瞬时反射率曲线影响较大;经退火处理后的NiFe薄膜的瞬时反射率曲线由小于5ps的时间尺度和大于5ps的时间尺度两部分组成.     

Thickness Dependence Study of Electron Beam Evaporated LBMO Manganite Thin Films for Bolometer Applications

La_0.7Ba_0.3MnO₃ (LBMO) thin films with different thicknesses were deposited on Si substrates using an electron beam evaporation technique for bolometer applications. To evaluate the influence of the thickness on their structural, compositional, morphological, and electrical properties, the LBMO thin films were characterized by x-ray diffraction (XRD), energy-dispersive spectroscopy, atomic force microscopy, and a four-probe method. XRD measurements showed that the crystal quality of the LBMO films improved with increasing thickness. The surface morphology revealed that the grain size and surface roughness of the films increased with increasing thickness. The resistivity increased with increasing thickness of the film. The temperature coefficient of resistance of the LBMO films decreased from 5.15%/K to 4.12%/K with increase of the film thickness from 20 nm to 100 nm.     

FeS_2薄膜厚度对晶体生长及光吸收特性的作用

在单晶Si衬底上用磁控溅射Fe膜并硫化的方法 ,制备了不同厚度的FeS2 薄膜 ,测定了晶体结构及光学性能 .结果表明 ,薄膜晶体学位向分布随薄膜厚度的增大可发生一定程度的变化 .随着薄膜厚度增加到 330nm ,晶粒尺寸增加而晶格常数减小 ;但当薄膜厚度大于 330nm时 ,晶粒尺寸下降而晶格常数增大 .光吸收系数以及禁带宽度均随薄膜厚度的增加而下降 .相变应力、比表面积及晶体缺陷随薄膜厚度的变化是引起薄膜晶体生长行为及光吸收性能变化的主要原因     

脉冲激光沉积法制备氧化锌薄膜

ZnO是一种新型的Ⅱ-Ⅵ族半导体材料,具有优良的晶格、光学和电学性能,其显著的特点是在紫外波段存在受激发射。利用脉冲激光沉积法(PLD)在氧气氛中烧蚀锌靶制备了纳米晶氧化锌薄膜,衬底为石英玻璃,晶粒尺寸约为28-35 nm。X射线衍射(XRD)结果和光致发光(PL)光谱的测量表明,当衬底温度在100-250℃范围内时,所获得的ZnO薄膜具有c轴的择优取向,所有样品的强紫外发射中心均在378-385 nm范围内,深能级发射中心约518-558 nm,衬底温度为200℃时,得到了单一的紫外光发射(没有深能级发光)。这归因于其较高的结晶质量。     

退火温度对WO_3薄膜结构及气敏性能的影响

采用直流磁控溅射法制备了WO3薄膜,并在350~550℃时对薄膜进行退火处理,研究了退火温度对薄膜结构及气敏性能的影响。结果表明:退火前及350℃退火后的薄膜为非晶态,450℃和550℃退火后的薄膜为WO3–x型晶态;随退火温度的提高,薄膜厚度增加,晶粒度增大。550℃退火后薄膜的厚度,较450℃退火后薄膜厚30nm,晶粒度相差8nm;450℃和550℃退火后的薄膜,在150℃时对体积分数为0.05%的NO2的灵敏度接近于22。     

Al/Ag/Al复合薄膜电极的抗氧化性和电性能研究

为开发大尺寸场发射显示器需要的能承受高温热处理的薄膜电极,以Al作为Ag层的保护层和与玻璃衬底的粘附层,采用直流磁控溅射制备了Al/Ag/Al复合薄膜及其电极.采用XRD、AFM、光学显微镜和电性能测试系统,研究不同温度热处理对复合薄膜和电极结构、表面形貌和电性能的影响.由于表面致密的Al2O3膜的保护,使得加热退火(<600℃)不会对Al/Ag/Al薄膜和电极造成明显的氧化,然而Al层与Ag层发生的界面扩散和固相反应增大了电极的电阻率(从5.0×10~(-8) Ω·m 上升至23.6×10~(-8) Ω·m).另外热处理温度足够高时(500℃、600℃),Ag原子向表面的扩散一定程度上降低了电极的化学稳定性.尽管如此,与Cr/Cu/Cr薄膜电极相比Al/Ag/Al薄膜电极仍然是一种能够承受高温热处理并且保持较低电阻率的新型电极.     

Luminescent and structural properties of ZnO-Ag films

ZnO-Ag thin films were prepared by a two-stage method on glass and sapphire substrates. Ag doping was carried out by a method of close space sublimation at atmospheric pressure. The film thickness is varied from 0.6 to 7 μm. The structural and radiative properties were explored by X-ray diffraction technique, atomic force microscopy, photoluminescence and cathodoluminescence spectroscopy. The influence of the fabricating conditions on the properties of ZnO-Ag films is studied. It is found that the Ag doping modifies the crystalline structure of the films and promotes the oriented growth of monocrystalline blocks with the size of 500–2000 nm in the [0002] direction. Improvement of the crystalline quality correlates with the change of the radiative characteristics of the films. The origin of emission centers is discussed.