近场光学显微镜及其应用

近场光学显微镜是一种新型超高空间分辨率的光学仪器,它在很多领域都有广泛应用。本文描述了近场光学显微镜的成像原理及结构部件,简要介绍了近场光学显微镜在高分辨率光学成像、高密度储存存储以及近场光谱等领域中的应用。     

近场光学存储器

近场光学存储器采用了纳米高新制作技术,具有极高的读出速度和极高的存储密度。本文介绍了近场光学“头”、近场光学记录方法、记录机理和处理方法以及T比特光盘的制造技术和结构。     

用近场光学研究单个细胞的超微结构和光学性质

光学方法是对物理、化学、生物、医学等各种样品进行特性表征、结构和机理研究的重要方法．物体结构的细节则深藏于近场区域内，如化学和生物大分子、细胞表面的超微结构等，其大小在纳米级．常规光学方法由于受到衍射极限的限制，其最高空间分辨率只能达到波长的一半，因此无法进行研究．     

AgOx型超分辨近场结构的非线性光学特性研究

采用共焦Z扫描系统，以λ=532nm．脉冲宽度0．7ns．重复频率15．79kHz的脉冲半导体激光器作为入射光源，研究了AgOx超分辨近场结构(SuperRENS)薄膜样品的非线性光学性质．实验获得了其三阶非线性折射率系数随入射光功率的变化曲线．并与Au，Ag薄膜作了比较．讨论了光致非线性变化过程。结果表明，在聚焦激光作用下．AgOx超分辨近场结构薄膜样品存在一相变点．即解析出纳米Ag颗粒，满足了产生局域表面等离子体的激发和增强效应的条件。     

碲镉汞薄膜的MOVPE生长和特性

报道了在水平、常压ＭＯＶＰＥ实验型生产装置中,采用互扩散多层工艺（ＩＭＰ）,用金属有机化合物ＤＭＣｄ、ＤｉＰＴｅ和元素Ｈｇ,在ＣｄＴｅ和ＧａＡｓ衬底上生长的ＨｇＣｄＴｅ薄膜,其组分和薄膜厚度的均匀性以及ｐ型电学性质,初步达到了目前红外焦平面列阵研制的要求,同时,这种薄膜的生长具有一定重复性。     

具有高品质因数的剪切力扫描近场光学显微镜在液体中的生物成像

基于剪切力的探针-试样间距控制扫描近场光学显微镜用于生物材料在液体中的成像比在空气中难得多。液体的黏性阻尼和软的试样表面要求更高的力检测灵敏度。最近我们试验成功的压电双晶片剪切力检测器结合力反馈技术,可以大幅度提高双晶片的机械谐振品质因数,从而改善在粘滞液体中力检测灵敏度。当双晶片在它的某一本征频率下被激励,通过调节一个适当的反馈力,它的机械谐振品质因数在水中可以从40增强到10^3,因此成像灵敏度获得显著改善。上述力检测技术被用于一些生物试样在液体环境下的拓扑和近场光学成像。所得到的力、相位和光学图像显示了高的成像质量和分辨率。实验结果证明上述装置尤其适宜于近场光学显微镜在生物领域的应用。     

富碲碲化铅薄膜的晶体结构、表面形貌、元素深度分布和中红外光学常数

对由富碲( <1mol.% )碲化铅晶体材料热蒸发制备的薄膜进行了表征.结果表明:薄膜是多晶的,具有NaCl型晶体结构,表面晶粒分布均匀,在膜层的深度方向约 170nm内富碲的组分均匀分布.对比薄膜表面抛光前后的中红外光学常数表明表面散射对薄膜光学性质的影响极小.     

近场光学显微术进展

讨论了近场光学显微术发展及其理论知识,重点介绍了近场光学显微镜的工作原理、构造设计、工作方式等,概述了近场光学显微术的应用领域和应用成果,探讨了近场光学显微术目前存在的主要问题和需要解决的问题。     

硒化温度对SnSe2薄膜材料性能的影响

采用射频磁控溅射加硒化的两步法在超白玻璃衬底上生长SnSe₂薄膜,采用XRD、光学透过谱、Raman光谱、XPS和SEM等方法对薄膜进行性能表征。通过设置不同的硒化温度,研究不同硒化温度对所得薄膜相结构、物相与组分、表面形貌等性能的影响。结果表明:350℃,40min硒化所得薄膜为片状晶粒,光学带隙为1.46eV,相结构和均匀性等性能在该硒化条件下均为最佳。     

用溶胶-凝胶法制备的Cu2Bi2Cr2O8薄膜 及其光学和铁磁性能研究

以硝酸铜Cu(NO₃)₂·3H₂O、硝酸铬Cr(NO₃)₃·9H₂O、硝酸铋Bi(NO₃)₃·3H₂O和乙二醇为原料,利用溶胶-凝胶工艺在石英衬底上制备了纳米Cu₂Bi₂Cr₂O₈薄膜。通过X射线衍射(X-Ray Diffraction, XRD)和拉曼测试对样品进行了表征。结果表明,Cu₂Bi₂Cr₂O₈薄膜具有良好的光学特性,其禁带宽度为1.49 eV;在磁性测试方面,Cu₂Bi₂Cr₂O₈薄膜呈现出了良好的铁磁性。     

MoTe2量子点薄膜的制备及椭圆偏振光谱研究

量子点薄膜的制备和光学常数的准确测定对量子点在光电领域的发展应用非常重要。目前通过机械剥离和化学气相沉积制备的MoTe₂单晶薄膜的光学常数测定较为成熟,然而,MoTe₂量子点薄膜的光学常数的报道却较为少见。采用超声辅助液相剥离的方法制备出MoTe₂量子点,并通过改变辅助溶剂的种类与超声顺序制备了两种尺寸的MoTe₂量子点;使用椭圆偏振光谱技术,通过B-spline模型和Tauc-Lorentz模型分别研究了两种尺寸量子点薄膜的折射率、消光系数与介电常数等光学常数。结果显示,两种尺寸的MoTe₂量子点在可见到红外波段内具有相近的折射率、消光系数和较宽的光谱吸收区,并且与MoTe₂体材料相比,具有较低的介电常数。     

激光预处理对HfO2光学薄膜微观性能的影响

研究了在1-on-1方式下激光预处理对HfO₂光学薄膜微观形貌、微观结构等性能的影响。实验采用薄 膜阈值能量的10%、50%%对HfO₂薄膜进行激光预处理,利用原子力显微镜(AFM )分别对预处理后薄膜表面 10μm和3μm×3μm的区域进行测 试,与预处理前相比,预处理后的薄膜所含杂质减少,薄膜表面锥状结构变得平 滑;利用X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)分别对预处理后薄膜的晶态结 构和化学键以及价态进 行测试,与预处理前相比,预处理后薄膜的晶态结构、化学键及价态均没有发生变化;利用 XPS对预处理后薄膜所含 的成分进行测试,与预处理前相比,预处理后薄膜中所含的Hf单质减少,HfO₂增多。实验 结果表明,激光预处理具有抛光和氧化膜层的作用。     

Modeling growth rate of HfO2 thin films grown by metal-organic molecular beam epitaxy

HfO₂ dielectric layers were grown on the p-type Si (100) substrate by metal-organic molecular beam epitaxy (MOMBE). Hafnium-tetra-butoxide, Hf(O·t-C₄H₉)₄ was used as a Hf precursor and Argon gas was used as a carrier gas. The thickness of the HfO₂ film and intermediate SiO₂ layer were measured by scanning electron microscopy (SEM) and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM). The properties of the HfO₂ layers were evaluated by X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), high frequency (HF) capacitance-voltage (C-V) measurement, and current-voltage (I-V) measurement. C-V and I-V measurements have shown that HfO₂ layer grown by MOMBE has a high dielectric constant (k) of 20-22 and a low-level of leakage current density. The growth rate is affected by various process variables such as substrate temperature, bubbler temperature, Ar and O₂ gas flows and growth time. Since the ratio of O₂ and Ar gas flows are closely correlated, the effect of variations in O₂/Ar flow ratio on growth rate is also investigated using statistical modeling methodology.     

现代介质薄膜

介质薄膜是一类重要的电子薄膜。现代常用的介质薄膜种类很多，按其成分可分为无机薄膜、有机薄膜和复合薄膜三类。同一种介质薄膜当制造工艺略有不同时，就会出现性能差别较大的结果，且随着膜厚的减小，这种现象表现得越来越明显。现在介质薄膜的进展可归纳为：（１）成膜技术的提高，其工艺特点是精细、程控和准确；（２）薄膜下限厚度的减小，如陶瓷薄膜已降到１μｍ，大量生产的高分子聚合物薄膜已降至１００ｎｍ；（３）涌现出了不少新型介质薄膜。从８０年代以来兴起了对纳米级介质薄膜的研究热潮     

MgF2/Se薄膜封装层对OLED性能及寿命的影响

有机电致发光器件(OLEDs)在使用过程中,易受到 空气中水汽、氧气及其它污染物的影响从而导致其工作寿命降低。本文将具有良好光透过率 和热稳定性的MgF₂薄膜与在水汽和氧气中具有良好稳定性的Se薄膜通过真空蒸镀制成复 合薄膜作为OLEDs的封装层,以达到提高器件使用寿命的目的。器件各功能层蒸镀完成后, 保持真空度(3×10－4 Pa)不变,在阴极表面蒸镀MgF₂/Se薄 膜封装层。比较 了绿光OLED器件(器件结构为ITO/CuPc/NPB/Alq₃:C-545T/Alq ₃/LiF/Al)封装前后的亮度-电压-电流密度特性、电致发光光谱及寿命。研究 发现,经过MgF₂/Se封装后,器件的电流密度-电压特性、亮度和发光光谱几乎没 有受到影响,二者的光谱峰都在528 nm处,色坐标(CIE)分别为(0.3555,0.6131)和(0.3560,0.6104),只是起亮电压由3V变为4V;器件的寿命由原来的175h变为300h,提高了1.7倍 。因此,MgF₂/Se薄膜是一种有效的OLEDs无机薄膜封装层。