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。     

基于W-SiO2双金属陶瓷结构的高效率太阳能选择性吸收薄膜的优化和制备

理论优化并成功制备了一种以W-SiO₂双金属陶瓷作为吸收层的太阳能选择性吸收薄膜,同时提高了薄膜在太阳辐射波段的吸收并降低了在红外波段的热辐射。研究了包括金属反射层材料、吸收层金属体积分数等因素对薄膜整体吸收效率的影响。基于对Si和K9玻璃基底上生长的不同金属体积分数的W-SiO₂陶瓷薄膜光学常数的研究,利用磁控溅射方法制备出如下膜系：W （~150 nm） / W-SiO₂ （94 nm, 0.67HVF） / W-SiO₂ （34 nm, 0.27LVF） / SiO₂ （47 nm）。膜系实际测量结果与仿真结果完全吻合,在250～1 500 nm宽光谱波段实现了高达95.3%的吸收率,并且在600 K温度下达到0.124的低热辐射率。该四层膜系结构简单,易于制备,有很强的实际应用前景。     

不同深宽比GaAs衬底的Al22O3/HfO2复合薄膜材料原子层沉积及能谱分析

利用热原子层沉积（Atomic Layer Deposition, ALD）技术在不同深宽比GaAs衬底上进行了Al2₂O₃/HfO₂复合薄膜的沉积。通过对其表面和能谱进行分析发现,沉积温度对复合薄膜的摩尔比具有较大的影响。随着深宽比的增大,其沉积表面和沟槽内会出现残留物;随着ALD沉积温度的上升,其沉积表面和沟槽内的残留物减少,摩尔比趋向均匀。当深宽比为2.2并利用150 ℃的低沉积温度时,表面及底面基本无残留物。但当深宽比为4.25时,150 ℃沉积明显有大量残留物。只有当温度升高到300 ℃时,表面和沟槽里复合薄膜的残留物才被明显消除。ALD技术可以实现各种器件结构的全方位钝化,这是其他化学气相沉积法无法比拟的。     

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。     

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。     

用热蒸发法制备的Cu2ZnSnS4 薄膜的光电性能

在室温下用真空热蒸发法在玻璃基片上制备Sn/Cu/ZnS 前躯体膜层,然后对其在550C 下在硫气氛中硫化3小时以制得Cu₂ZnSnS₄ (CZTS) 多晶薄膜。对该薄膜进行X射线衍射（XRD）、能量色散X射线光谱（EDX）、紫外可见近红外分光光度计、霍尔测量系统和3D光学显微镜等分析测试。实验结果表明,当[Cu]/([Zn] [Sn]) =0.83和[Zn]/[Sn] =1.15时,该CZTS薄膜在光子能量范围在1.5 - 3.5 eV 时其吸收系数大于4.010₄cm_-1 ,直接带隙为1.47 eV。其载流子浓度、电阻率和迁移率分别为7.9710₁₆ cm_-3, 6.06 Ω.cm, 12.9 cm₂/(V.s), 导电类型为p型。因此,所制备出的CZTS 薄膜适合作为太阳电池的吸收层材料。     

石墨烯掺杂Cs2CO3作为高效电子注入层的OLEDs性能研究

研制了石墨烯掺杂Cs₂CO₃(Cs₂CO₃:Graphe ne )作为高效电子注入层、结构为ITO/N,N′-bis-(1-naphthyl) -N,N′-diphenyl-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine (NPB)(50 nm)/tris-(8-hydroxy quinoline)-aluminum Alq₃(80 nm)/Cs₂CO₃:Gra phene (mss 20% 1nm)/Al(120 nm)的OLEDs。将其与标准器件ITO/NPB(50 nm)/Alq₃(80 n m)/LiF(0.5 nm)/Al(120 nm)作性能比较,研究石墨烯掺杂在Cs₂CO₃中作为电子注入层 对 OLEDs性能的影响。结果表明,基于Cs₂CO₃:Graphene结构作为电子注入层的器 件效率要高于LiF作为电子注入层的器件,其最大电流效率达到2.02 cd/A, 是标准器件的2.59倍;亮度也高于LiF作为电子注入层的器件,在10 V时达 到最大值7690cd/m²,是标准器件最大亮度 的2.07倍。性能得到提高的主要机理是由于Cs₂CO₃:Graphene的引入提高了电子注入效率。     

不同沉积方式SiO2薄膜的自然时效特性

SiO2薄膜是光学薄膜领域内常用的重要低折射率材料之一。文中采用不同沉积技术在Si基底上制备了SiO2薄膜,并研究了它们光学特性的自然时效特性。采用不同贮存时间的椭偏光谱表征SiO2薄膜的光学特性,随着时间的增加,EB-SiO2薄膜和IAD-SiO2薄膜的物理厚度和光学厚度随着增加,但IBS-SiO2薄膜随着减小,变化率分别为1.0%,2.3%和-0.2%。当贮存时间达到120天时,IBS-SiO2薄膜、EB-SiO2薄膜和IAD-SiO2薄膜的物理厚度和光学厚度趋于稳定。实验结果表明,IBS-SiO2薄膜的光学特性稳定性最好,在最外层保护薄膜选择中,应尽可能选择离子束溅射技术沉积SiO2薄膜。     

（英）运用铬钨合金提升四层膜系结构的宽光谱光热转换效率

基于铬钨合金能带结构的研究,得到了可表述任意铬钨合金组分光学性质的数学模型,并将其应用于实际光热器件特性分析.根据由模型获得特定组分铬钨合金的光学性质,设计了一个含有单层铬钨合金吸收层的四层膜结构,显示出优异的宽光谱(300～1 000 nm)光热转换性能.     

负载Au或Pt的TiO2纳米管薄膜的光电性能研究

为了比较两种贵金属(Au和Pt)在改善TiO₂纳米 管(TNT)阵列薄膜光电性能时的不同 贡献,实验采用后期掺杂法和前期掺杂法分别制备了Au或Pt纳米粒子修饰的TNT阵列薄膜, 分别命名为TNT-Au和TNT-Pt、Au/TNT和Pt/TNT。通过测试样品的P-V特性曲线和光催化降解 行为,发现无论采用哪种方法,贵金属掺杂的TNT阵列薄膜的光电性能都得到了改善。相对 于纯TNT阵列薄膜,TNT-Pt薄膜的光电转换效率最高,约是35倍;TN T-Au薄膜的光催化活性 最高,约是2倍。而且还发现,对于光电转换效率,TNT-Pt薄膜约是TNT-Au薄膜的10倍,Pt /TNT薄膜约是Au/TNT薄膜的2.9倍;对于光催化降解率,TNT-Au薄膜 约是TNT-Pt薄膜的1.5倍 ,Au/TNT薄膜约是Pt/TNT薄膜的1.2倍。因此可以总结,Pt纳米粒子 比Au纳米粒子更有利于 提高TNT阵列薄膜的光电转换效率,而Au纳米粒子比Pt纳米粒子更有利于改善TNT阵列薄膜的 光催化活性。     

FeAg颗粒膜近红外光学性质的实验研究

研究了FeAg颗粒膜的光学性质.发现当Fe含量较低时,其介函数谱可以近似的用Drude模型描述,同时电子散射弛豫能量是Fe含量的线性函数,利用该性质经定标后可以确定贵金属中的杂质含量.这种方法具有简单易行、测量速度快,无损检测等优点.实验结果还表明,在近红外区,FeAg颗粒膜的介电函数谱并不能用有效介质模型很好的描述.     

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。     

In-situ monitoring of the growth of Bi2 Te2 and Sb2 Te3 films and Bi2 Te3-Sb2 Te3 superlattice using spectroscopic ellipsometry

In this work, we present in-situ monitoring of the growth of bismuth telluride (Bi₂Te₃) and antimony telluride (Sb₂Te₃) thin films as well as Bi₂ Te₃-Sb₂Te₃ superlattice using a spectroscopic ellipsometer (SE). Bi₂Te₃ and Sb₂ Te₃ films were grown by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) at 350 C. A44-wavelength ellipsometer with spectral range from 404 nm to 740 nm was used in this work. The optical constants of Bi₂ Te₃ and Sb₂Te₃ at growth temperature were determined by fitting a model to the extracted in-situ SE data of optically thick Bi₂ Te₃ and Sb₂ Te₃ films. Compared to the optical constants of Bi₂ Te₃ and Sb₂ Te₃ at room temperature, significant temperature dependence was observed. Using their optical constants at growth temperature, the in-situ growth of Bi₂ Te₃ and Sb₂ Te₃ thin films were modeled and excellent fit between the experimental data and data generated from the best-fit model was obtained. In-situ growth of different Bi₂ Te₃-Sb₂ Te₃ superlattices was also monitored and modeled. The growth of Bi₂ Te₃ and Sb₂ Te₃ layers can be seen clearly in in-situ SE data. Modeling of in-situ superlattice growth shows perfect superlattice growth with an abrupt interface between the two constituent films.     

非均匀介质的光学常数

提出了一种计算非均匀介质光学常数的新方法,该方法仔细地考虑了光在非均匀介质中的吸收和散射.研究了非均匀介质层的厚度、介质中颗粒粒径、衬底反射性能等对介质光学常数的影响.这种研究将有利于同有关的测量实验结合和比较.     

碲化钨薄膜的红外近场光学成像

研究了过渡金属硫族化合物碲化钨的近场光学响应,通过Drude-Lorentz模型拟合得到其块材在室温下的介电常数,并利用有限偶极模型计算出碲化钨样品与金刚石基底的近场散射信号比。当样品边缘未出现散射信号增强时,实验结果与理论模型符合较好;当样品边缘出现信号增强现象时,理论模型与实验观测结果不符,说明这部分样品的光学性质并不能完全由块材所描述,从而推测样品表面具有与块材无耦合作用的碲化钨纳米薄层,同时对在样品边缘很强的近场散射信号给出了可能的解释。这个工作为今后对拓扑材料的光学研究提供了参考。     

金属纳米颗粒阵列等效薄膜的光学性质研究

基于Maxwell—Garnett(M-G)有效介质理论,建立 了研究金属纳米不连续薄膜光学性质的理论 模型,对半球形纳米颗粒在等效薄膜中的体积分数和纳米尺度效应提出修正处理; 给出了可见光区附近Au纳米颗粒等效薄膜的有效相对电容率和光学常数随波长变化的结果, 并 获得薄膜的光反射率、透射率和吸收率随膜纳米尺度的变化谱。计算结果表明,金属纳米等 效 薄膜有效电容率和光学常数随纳米尺度增大而增大,谱峰出现很小的红移。进一步发现,纳 米尺 度越小,光的反射率和吸收率越小,但透射率越大,峰值位置随纳米尺度增大有小量红移, 结果与实验相符。     

钌基厚膜电阻传导模型初探

介绍钌基厚膜电阻的三种传导模型。三种模型都可以得到较满意的R—V曲线,不足处是链模型得出电阻率和导电相粒子形状及尺寸的关系和实验事实不符;有效介质模型不能反映厚膜电阻形成过程中众多因素的影响;渗透模型很多参数的获得有赖经验公式。渗透模型能反映烧结过程中更多因素的影响,并可解释方阻与导电相粒度及峰值温度的变化关系。