Ti掺杂对Sb2Te3薄膜的结构及光学性质的调控

对Sb₂Te₃薄膜的结构、线性光学及非线性吸收性质的Ti掺杂影响进行了系统性探究。利用磁控溅射和高温退火手段制备了不同Ti掺杂浓度的晶态Sb₂Te₃薄膜。X射线光电子能谱分析显示Sb₂Te₃薄膜中的Ti元素以Ti⁴⁺化学态以TiTe₂的形式存在。线性光学性质结果表明,在保持非线性器件中宽工作波长特性的同时,Ti掺杂可以提高Sb₂Te₃薄膜的透射率,并降低光学带隙从1.32 eV至1.25 eV,根据Burstein-Moss理论,这取决于载流子的减少。利用自主搭建的开孔Z扫描系统,测试了薄膜样品在132 GW/cm²强度下800 nm飞秒激光激发的非线性吸收性质,结果显示的Ti掺杂引起的饱和吸收可调谐行为可归因于光学带隙减小与晶化抑制的竞争效应。此外,Ti掺杂将Sb₂Te₃薄膜的激光损伤阈值从188.6 GW/cm²提高到了265.5 GW/cm²。总而言之,Ti掺杂Sb₂Te₃薄膜在非线性光学器件领域具有广泛的应用前景。