La0.5Sr0.5CoO3薄膜的化学溶液法制备及椭偏光谱研究

用化学溶液沉积法在Si衬底上制备了La0.5Sr0.5CoO 3(LSCO)导电薄膜.X-射线衍射结果表明退火温度600℃可以使LSCO薄膜晶化,薄膜没 有明显的择优取向并呈单一的钙钛矿相.原子力显微镜研究结果表明LSCO薄膜表面平整、无 裂纹及晶粒尺寸较大.用椭偏光谱仪测量了波长300～1700nm范围内LSCO薄膜的椭偏光谱.用适当的拟合模型进行拟合,获得了LSCO 薄膜的光学常数(包括折射率,消光系数,吸收系数等)谱.     

C60／70薄膜与碘掺杂薄膜的椭偏光谱研究

采用真空蒸镀的方法在玻璃、石英和硅衬底上制备了Ｃ６０／７０薄膜样品,膜厚范围在１５０～７００ｎｍ．用自制的高精度、自动化光度法椭偏光谱仪在２３０～６００ｎｍ波谱范围内测量了掺碘前后Ｃ６０／７０薄膜的椭偏光谱．用洛伦兹振子模型分析了这些椭偏光谱,得到了洛伦兹线型参数值Ｅ０、Ｅｐ、和Γ,并与有关Ｃ６０／７０掺钾的文献进行了比较     

多孔硅的椭偏光谱研究

本文用椭偏光谱法研究多孔硅．采用有效介质理论，从椭偏光谱数据定出不同实验条件下制备成的多孔硅样品的孔隙率．其次，从紫外一可见范围的椭偏光谱得到多孔硅介电函数虚部谱，并与单晶硅相应谱作比较．结果表明主峰带隙随着多孔硅空隙率增加而向高能方向移动，同时在＜３ｅＶ区出现新的吸收带，与能带理论计算结果相符．     

MPCVD金刚石薄膜的红外椭偏光学性能研究

椭圆偏振光谱法是一种非破坏性光谱技术。为了获得微波等离子体化学汽相沉积(MPCVD)金刚石薄膜的最佳沉积条件,用红外 椭圆偏振光谱仪对MPCVD金刚石薄膜的红外光学性能进行了表征测量,并分析了衬底温度和反应室的压强对金刚石 薄膜的红外光学性质的影响。当甲烷浓度不变,衬底温度为750℃,反应室的压强为4.0kPa时,金刚石膜的红外椭偏光学性质达到最 佳,其折射率的平均值为2.393。研究结果表明,金刚石薄膜的光学性能与薄膜质量密切相关,同时也获得了最佳的金刚石薄膜工艺 条件。     

掺氮氧化钒薄膜的椭偏光谱表征

利用反应溅射法,在Si(100)衬底上沉积了掺N氧化钒薄膜.借用SE850椭偏仪对薄膜进行了近红外波段(1300-2300 nm)的光谱测量,运用Tauc-Lorentz模型对薄膜的椭偏光谱数据进行了拟合,并计算了薄膜的光学参数(n,k)和厚度.结果表明:随着掺N量的增加,氧化钒薄膜的光学参数(n,k)随之增加,而其沉...     

ZnSe/SiO2薄膜光学常数的椭偏光谱测量

采用溶胶-凝胶工艺与原位生长技术,制备了ZnSe/SiO2复合薄膜。X-射线衍射(XRD)分析表明,ZnSe/SiO2复合薄膜中ZnSe晶体为闪锌矿(立方ZnS)。利用椭偏光谱仪测量了不同ZnSe含量的ZnSe/SiO2复合薄膜的椭偏参数Δ与波长λ的色散关系,采用Maxwell-Garnett(MG)有效介质理论对薄膜的光学常数、厚度、气孔率、ZnSe的浓度进行了计算。结果表明,单层ZnSe/SiO2薄膜厚度在300 nm以上时,随着溶胶体系Zn2 、SeO42-浓度的增加而增大,气孔率在30%左右,ZnSe含量约为溶胶体系中Zn2 、SeO42-浓度的1/2;通过MG有效介质理论的计算表明,可以通过调整旋涂次数及Zn2 、SeO42-浓度来调整薄膜的厚度和ZnSe/SiO2的摩尔比率,可在工艺上控制ZnSe/SiO2复合薄膜光学参数。     

GaN薄膜的椭偏光谱研究

采用椭圆偏振光谱法,在1.50～6.50 eV光谱内,研究了在蓝宝石衬底(0001)面上使用金属有机化学气相沉积(MOCVD)的方法制备的非掺杂纤锌矿结构GaN薄膜的光学性质。建立GaN表面层/外延层/缓冲层/衬底四层物理结构模型。与Cauchy和Sellmeier色散公式比较后选择了Tanguy Extended色散公式来分析GaN薄膜的光学性质。椭圆偏振光谱拟合结果表明,Tanguy Extended色散公式能更准确、方便地描述GaN薄膜在全波段(特别是带隙及带隙之上波段)的色散关系。提供了GaN薄膜在1.50～6.50 eV光谱范围内的寻常光(o光)和非寻常光(e光)折射率和消光系数色散关系,为定量分析GaN薄膜带边附近各向异性的光学性质提供了依据。     

薄膜材料光学特性研究的椭偏光谱数据处理

椭偏光谱由于其独特性而广泛应用于薄膜材料的光学特性研究。文章综述了椭偏光谱数据处理中常用的物理模型,并对椭偏光谱的一般方法作了总结。     

使用椭偏光谱研究氮化铝薄膜在不同温度下的光学性质

通过椭偏仪对生长在蓝宝石上的不同厚度氮化铝薄膜的变温光学性质进行了研究, 并采用托克-洛伦兹模型对椭偏实验数据进行了拟合分析, 精确得到了氮化铝薄膜的厚度和光学常数(折射率n, 消光系数k)等.研究的结果表明: 相比薄的氮化铝薄膜, 厚的氮化铝薄膜的折射率较大.随着温度的升高, 氮化铝的折射率、消光系数和带隙会向低能端单调地移动(红移);厚度对带隙随温度改变的影响较小, 对折射率则有一定的影响.     

GaN外延膜的红外椭偏光谱研究

利用红外椭偏光谱法（IRSE）对生长在蓝宝石衬底上的非故意掺杂的GaN外延膜进行了研究。通过对椭偏光谱的理论计算，拟合了本征GaN中的声子振动参量和等离子振荡的频率及阻尼常量，并由此得到了各向异性的折射率和消光系数的色散曲线以及载流子浓度和迁移率。将得到的电学参数同霍耳测量结果进行了比较。     

基于原位共角椭偏与反射谱的TiO2薄膜光学常数分析

为了分析溶胶-凝胶法制备的TiO₂薄膜的光学常数,采用旋涂法制备了多层TiO₂薄膜,利用扫描电镜对表面形貌进行了分析,利用椭圆偏振光谱对薄膜的折射率色散和孔隙率进行了拟合分析,并利用原位共角反射光谱对拟合结果进行了验证,得到了TiO₂薄膜厚度、孔隙率和折射率色散曲线。结果表明,TiO₂薄膜厚度与旋涂层数成线性关系,薄膜孔隙率约为15%且与旋涂层数无关,New Amorphous色散模型可以较好地拟合溶胶-凝胶旋涂方法制备的TiO₂薄膜在1.55eV~4.00eV波段的椭偏光谱。该研究为溶胶-凝胶法制备的TiO₂薄膜的光学常数测量提供了参考。     

唯一性检测在椭圆偏振光谱薄膜拟合中的应用

利用椭圆偏振光谱进行薄膜样品的测量数据分析拟合时,薄膜厚度与介电常数具有很强的关联性。不同色散模型的选取也会对拟合结果产生明显的影响,引起较大误差。介绍了唯一性检测在椭偏拟合中的实现方法。并以二氧化钛样品为例,利用唯一性检测对比了不同色散模型、不同厚度、不同测量波段、不同入射角度时的唯一性检测结果。结果表明,唯一性检测能够有效标定出椭偏测量和拟合过程中所产生的误差,同时能够对不同色散模型进行量化对比,提升拟合精度。     

利用椭偏仪研究氢气退火处理对ZnO-Ga薄膜光学性能的影响

通过溶胶凝胶技术制备了不同Ga掺杂含量的ZnO透明导电薄膜,研究了Ga掺杂对GZO薄膜结构、电学及光学性能的影响.从X射线衍射光谱分析,所有薄膜均表现为六方纤锌矿结构,经过氢气退火处理之后,薄膜的电学性能均得到提高,当Ga掺杂含量为5 at%时,得到薄膜的电阻率为3.410×10-3 Ω·cm.利用可变入射角椭圆偏振光谱仪(VASE)在270~1 600 nm波长范围内研究了GZO薄膜折射率和消光系数的变化,采用双振子模型对实验数据进行拟合.     

基于不同色散模型的TiO2薄膜的椭偏光谱分析

为了研究不同色散模型对含孔隙TiO₂薄膜的椭偏光谱分析的影响,分别采用5种色散模型对溶胶-凝胶法制备的TiO₂薄膜在1.55—4 eV波长范围内的椭偏光谱进行拟合分析,并利用斜反射谱对各模型的拟合结果进行验证。结果表明:不同色散模型的选择对薄膜厚度和孔隙率的拟合结果均有影响,折射率色散的拟合结果受色散模型影响明显,New-Amorphous、Tauc-Lorentz、Adachi-New Forouhi模型均适用于溶胶-凝胶法TiO₂薄膜在整个测试波段上的椭偏光谱拟合,而Cauchy Absorbent、Sellmeier Absorbent模型无法在整个测试波段得到较好的椭偏光谱拟合,适用波段较窄。该研究结果为含孔隙的溶胶-凝胶TiO₂薄膜的椭偏光谱分析提供了色散模型选择参考。     

Optical properties of Cd0.9Zn0.1 Te studied by variable angle spectroscopic ellipsometry between 0.75 and 6.24 eV

Optical properties of Cd_0.9Zn_0.1Te (CZT) were studied by variable angle spectroscopic ellipsometry (VASE). Measurements made by VASE were performed on CZT and CdTe samples in air at room temperature at multiple angles of incidence. A parametric function model was employed in the VASE analysis to determine the dielectric functions ɛ=ɛ₁+iɛ₂ in the range of 0.75 to 6.24 eV. A two-oscillator analytical model was used to describe the dielectric response of native oxides on CZT. Surface oxide optical properties and thickness on CZT were also determined in conjunction with the VASE measurement and analysis of a CdTe sample. Two samples of CZT of different oxide thicknesses were measured and their optical constants were coupled together in a multiple-sample, multiple-model VASE analysis to resolve correlations between fitting parameters. Effective medium approximation was used to describe the optical properties of the CZT oxide with roughness. A Kramers-Kronig self-consistency check of the real and imaginary parts of the Cd_0.9Zn_0.1Te dielectric functions was performed over the energy range 0.75 to 6.24 eV. A five-Lorentz-oscillator model was employed to describe the dielectric response of CZT in the range of 1.6 to 6.24 eV. Intensity transmission measurements were made on the Cd_0.9Zn_0.1Te and CdTe, showing the absorption energy band edges of ∼1.58 and 1.46 eV, respectively.     

制备过程中对VO_2薄膜热致相变光电性能的控制

本文利用真空还原V2 O5的方法制备出优质对VO2 薄膜 ;研究了不同真空还原时间VO2 薄膜热致相变过程中光电性能的影响 ;利用XPS、XRD对薄膜的化学状态和结晶状态进行了研究。制备的薄膜高 /低温电阻变化最大达到三个数量级 ,90 0nm处的光学透过率在相变前后改变了 40 %左右 ,热致相变性能优良。讨论了不同的真空还原时间下VO2 薄膜热滞回线的宽度、相变温度点以及高低温光透射性能。最后给出了最佳真空还原时间。     

B掺ZnO薄膜的制备及其光学性能研究

利用溶胶-凝胶法(sol-gel)在玻璃和硅衬底上生长了B掺杂量分别为0 at％、0.5at％、1.0 at％、2.0 at％、3.0 at％、4.0 at％的ZnO薄膜.采用X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、紫外-可见(ultraviolet-visible,UV-Vis)分光光度计等测试手段对薄膜的结构、形貌和光学性能进行了表征.结果 表明:所制备的样品在2θ=34.4°左右出现了ZnO晶体的(002)衍射峰,说明制得的样品具有六方纤锌矿结构.并且(002)衍射峰的半高宽先变小后变大,这说明衍射峰的强度是先加强后减弱,证明其晶粒尺寸是先增大后减小.当B掺杂量为3.0 at％时,样品沿(002)方向择优取向生长最为明显,薄膜上的晶粒生长均匀、致密.B掺氧化锌(BZO)薄膜在可见光区的透过率随B3+的掺杂量的增加先增加后减小,并出现轻微蓝移的现象.当掺入B3+的量为3.0 at％时,薄膜结晶质量最好,表面最为均匀、致密,透过率达到90％.