退火温度对蓝宝石衬底上Mg2Si薄膜质量和光学性质的影响

采用磁控溅射法在蓝宝石衬底上制备了结晶良好的Mg₂Si多晶薄膜,研究了退火温度(375～475 ^oC)对薄膜晶体结构、表面形貌、拉曼光谱和光学性质的影响。X射线衍射(XRD)结果表明,当退火温度为400 ^oC时Mg₂Si(220)衍射峰强度最强,样品结晶质量最好,未见明显可观测的MgO相。扫描电镜(SEM)结果表明,所有样品表面均呈现清晰可见的规则六边形,且退火温度对形貌影响较小。拉曼光谱结果显示所有样品均呈现出Mg₂Si薄膜的特征峰(256 cm^-1附近的F_2g振动模),同时出现345 cm^-1附近的F_1u(LO)声子模,表明生成样品均为结晶良好的Mg₂Si薄膜。对薄膜光学性质的研究结果表明,随着退火温度升高,样品光学带隙先增大后减小。     

硒化温度对Cu(In, Al)Se2薄膜结构和光学性质的影响

采用了磁控溅射制备Cu-In-Al金属前驱体薄膜,后硒化快速退火得到铜铟铝硒(Cu(In,Al)Se2,CIAS)薄膜.研究了硒化温度对CIAS薄膜晶体结构和光学性质的影响.研究发现CIAS薄膜的晶体结构依赖于硒化温度,其禁带宽度随硒化温度升高发生红移.研究结果表明,CIAS薄膜的最佳硒化温度为540℃,其晶体结构为纯黄铜矿结构,禁带宽度为.34 eV,对应太阳电池理论最大效率的吸收层材料禁带宽度     

退火温度对电子束沉积Ag/TiO2薄膜光学性质和光催化性能的影响

研究了退火温度对电子束制备Ag/TiO₂薄膜光学 性质和光催化性能的影响。在石英玻璃、硅片 上沉积了Ag/TiO₂复合薄膜,在空气氛围下,进行了400℃, 500℃的退火一小时.用紫外-可见分光光度 计、X射线衍射仪(XRD) 、原子力显微镜(AFM)对沉积和退火后的薄膜分别进行光学、结构、 形貌分析。结 果表明:300℃下制备的Ag/TiO₂复合薄膜为无定形结构,400℃以上薄呈多晶态。吸光度和表面粗糙度 随退火温度的增加而增大,薄膜的光学带隙随退火温度的增加而减小。锐钛矿相表现出了更 好的光催化性能。     

退火温度对p型CuCrO_2薄膜结构与光学性能的影响

采用射频磁控溅射法在石英玻璃衬底上制备CuCrO2薄膜,研究退火温度对CuCrO2薄膜结构和光学性能的影响。结果表明:未经退火处理的CuCrO2薄膜为非晶态,颗粒较小,可见光透射率仅为56%。退火处理能够改善CuCrO2薄膜的结构和透光性能。随着退火温度的升高,薄膜结晶化程度逐渐增强,孔洞缺陷逐渐减少,薄膜逐渐变得平整致密,薄膜的透光性能得到改善,薄膜的吸收边向短波方向移动。当退火温度为800℃时,薄膜的性能最优,可见光透射率达到70%。光学带隙宽度为3.06eV。     

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。     

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。     

衬底温度对氧化钛薄膜的光学常数影响

采用沈阳CK-3高真空磁控溅射薄膜沉积设备在K9玻璃衬底上分别制备了衬底温度为150℃、200℃和250℃的氧化钛薄膜。XRD分析显示这三种温度制备的薄膜由于制备温度不高均没有明显衍射峰,为非晶薄膜。薄膜的光学常数由德国SENTECH SE 850型光谱型椭偏仪对薄膜测试得到,测试波长为300 nm～800 nm,采用Cauchy模型对测试结果进行拟合。结果发现随着制备衬底温度的增大,薄膜的折射率n和消光系数k都随着增大。在衬底温度从150℃增大到250℃时,薄膜的光学带隙从3.46 eV减小到3.02 eV。     

沉积温度对反应电子束蒸发TiO2薄膜结构和光学性能的影响

TiO2具有较高的折射率,在光学方面有着广泛的应用.文中采用等离子辅助反应电子束真空蒸镀法,以Ti为膜料、纯度为99.99%的O2为反应气体,在玻璃衬底上制备了TiO2薄膜.使用XRD、OM、SEM分别对50℃、150℃、300℃三个不同沉积温度下制备的薄膜及其经过450℃真空退火1 h后的结构进行了分析,并对薄膜的折射率进行测量.实验结果表明,提高沉积温度可以增加成膜原子的能量及其在衬底上的扩散能力,使沉积的薄膜结构平整致密,具有较高的折射率.     

SnSe薄膜的两步法制备与光电性能研究

采用电子束蒸镀预制层,再对预制层进行硒化的两步法工艺,通过调节硒化温度和退火时间,在玻璃基底上成功制备了SnSe薄膜。利用X射线衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜、紫外可见近红外分光光度计等研究了SnSe薄膜的物相、微观形貌和光学性能。结果表明,在450℃下硒化退火60min可制备出纯相的多晶SnSe薄膜,其带隙为0.93eV。在功率为200mW/cm²的980nm激光照射下,对SnSe薄膜进行了光电响应特性测试,通过曲线模拟得出所制薄膜的响应时间和恢复时间分别为62和80ms。     

Cu2SnS3薄膜的制备及性能研究

采用LBL(layer-by-layer)法制备了Cu2SnS3薄膜.即首先采用电化学方法在SnO2衬底上制备SnS薄膜,然后又在其上用化学沉积法制备CuS薄膜,最后进行退火处理得到厚度约为960 nm的Cu2SnS3薄膜.探讨了薄膜的制备机理、生长速度、结构和光学特性.制备的薄膜为多晶(Cu2SnS3)72z(三斜或假单斜晶系)结构,其直接光学带隙约为1.05 eV.     

Al/N共掺杂TiO2薄膜的制备及光学性能

采用溶胶-凝胶旋涂法(Sol-Gel Spin-Coating Method)制备了Al掺杂量为3.00at%,N掺杂量分别为6.00at%,7.00at%,8.00at%和9.00at%的Al/N共掺杂TiO₂薄膜样品。对样品测试的结果表明,共掺杂样品依旧保留了TiO₂的基本结构,并且Al/N共掺杂样品的晶粒尺寸有不同程度的减小,使样品表面得以修饰,变得更加均匀、平整。共掺杂样品吸收边都出现了不同程度的红移,在紫外光区以及可见光区的吸光性都有所增强。N掺杂量为7.00at%时,(101)衍射峰值最大,峰型最尖锐,所得到的TiO₂薄膜的光学性能最好。共掺杂后的样品与本征TiO₂相比带隙值都有所减小,且最小值为2.873eV。以上结果表明Al/N共掺杂TiO₂薄膜使其光学性能得到了改善。     

二硫化钼薄膜的制备和性质研究

基于第一性原理,应用Materials Studio软件对2H-MoS2的能带结构、态密度、光学特性等进行了模拟研究.结果 表明:MoS2是间接带隙半导体,禁带宽度约为1.1275 eV;材料在紫外至可见光波段具有一定吸收,吸收系数随波长增加而减小,拉曼光谱在375和400 cm-1分别出现了E2g1和A1g两个振动模式.在39.5°,33.5°等位置处出现了(103),(101)等晶面的衍射峰.采用磁控溅射的方法,在石英衬底上制备了不同厚度的MoS2薄膜,发现该薄膜具有(101)择优取向,在375和407 cm-1处也分别出现了E2g1和A1g两个拉曼峰.随着厚度的增加,薄膜在可见光波段透过率下降,光学带隙向长波长移动,模拟结果与实验结果基本吻合.     

Ultrasonic spray pyrolysis deposition of SnSe and SnSe2 using a single spray solution

Thin films of SnSe and SnSe2 have been deposited using the ultrasonic spray pyrolysis(USP) technique.To the best of our knowledge this is the first report of the deposition of SnSe and SnSe2 thin films using a single spray solution.The use of a single spray solution for obtaining both a p-type material,SnSe,and an n-type material,SnSe2,simplifies the deposition technique.The SnSe2 thin films have a bandgap of 1.1 eV and the SnSe thin films have a band gap of 0.9 eV.The Hall measurements were used to determine the resistivity of the thin films.The SnSe2 thin films show a resistivity of 36.73 Ωcm and n-type conductivity while the SnSe thin films show a resistivity of 180 Ωcm and p-type conductivity.     

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。     

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。     

用于红外激光防护的VO2薄膜的研究进展

二氧化钒（VO2）薄膜由于具有优异的热致变色性能已成为激光防护材料领域的研究热点.本文综述了国内外VO2薄膜的研究进展,对VO2薄膜的主要制备方法、用于红外激光防护的原理及防护波段进行了探讨,并总结了用VO2薄膜实现激光防护所面临的问题.     

溅射气压对氧化镓薄膜光学特性的影响

采用射频磁控溅射法在石英衬底上制备了氧化镓(Ga2O3)薄膜.利用X射线衍射仪和紫外-可见-红外分光光度计分别对Ga2O3薄膜的晶体结构和光学带隙进行了表征,并在室温下测量了 Ga2O3薄膜的光致发光(PL)谱.结果表明:制备的Ga2O3薄膜呈非晶态.吸收边随着溅射气压的增加先蓝移后红移,光学带隙值范围为5.06～5.37 eV,溅射气压为1 Pa时,制备的Ga2O3薄膜具有最大的光学带隙.在325 nm激光激发下,400 nm附近和525 nm附近处出现与缺陷能级相关的发光峰.     

WO3/NiWO4复合薄膜的制备及其光电化学性能

采用两步水热法在导电玻璃(FTO)上制备了WO₃/NiWO₄复合薄膜。通过XRD,SEM表征了WO₃/NiWO₄复合薄膜的组成结构及微观形貌,利用UV-Vis、光电流测试、光电催化测试和交流阻抗测试分析了WO₃/NiWO₄复合薄膜的光电性能。结果表明:WO₃/NiWO₄复合薄膜相较于WO₃薄膜具有更好的光吸收特性、光电流密度和光电催化活性,其中水热反应3h的WO₃/NiWO₄复合薄膜的光电化学性能最佳。WO₃/NiWO₄-3h在1.4V(vs.Ag/AgCl)时的光电流密度为1.94mA/cm²,光电催化210min对亚甲基蓝溶液的降解效率为57.1%。交流阻抗图谱表明WO₃/NiWO₄薄膜的电荷转移电阻小于WO₃薄膜,光电化学性能更优。     

ReSe2薄膜的盐助生长及其光电特性研究

二硒化铼(ReSe2)因具有较好的红外光响应和各向异性特性而成为近年来的研究热点.采用盐辅助化学气相沉积技术,在SiO2/Si衬底上成功合成了大面积的单层ReSe2薄膜,其尺寸达到80μm.采用拉曼光谱(Raman)、光致发光光谱(PL)、原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对制备的ReSe2薄膜样品进行了形貌、光谱、厚度和元素成分的表征,结果表明所制备的ReSe2薄膜晶体质量高.基于单层ReSe2薄膜构筑了场效应晶体管,系统研究了其光电特性,结果显示器件的响应时间达毫秒级.     

WO3/SnO2复合薄膜的制备及光电性能

采用水热法和电化学沉积法,成功制备了包覆有SnO₂纳米颗粒的WO₃纳米棒阵列薄膜,退火处理后形成WO₃/SnO₂异质结复合薄膜。通过改变SnO₂的沉积时间得到了复合薄膜的最佳制备条件。采用XRD,FESEM对WO₃/SnO₂复合薄膜的物相和形貌进行了分析,通过电化学工作站对WO₃/SnO₂复合薄膜的光电性能进行了研究,结果表明,电沉积时间为120 s时,WO₃/SnO₂复合薄膜具有最小的阻抗,且在0.6 V的偏压下光电流密度为0.46 mA/cm²,相比于单一WO₃纳米棒薄膜,表现出更好的光电化学性能。