八羟基喹啉镉薄膜制备及其光学特性

用真空蒸镀方法,在玻璃衬底上制备了衬底温度不同的八羟基喹啉镉薄膜.XRD分析表明,八羟基喹啉镉薄膜呈多晶态,且衬底温度越高,衍射峰越强,薄膜的结晶性能逐渐变好,结晶晶粒尺度也越大.AFM研究表明,衬底温度升高,薄膜表面形貌越均匀有序,质量变好.MM-16相调制型椭圆偏振光谱仪研究发现,衬底温度升高导致反蒸发增强,薄膜生长速率减小,随着入射光波长的增加,薄膜的折射率和消光系数逐渐减小.随着衬底温度升高,因薄膜晶粒尺度增大,折射率和消光系数也增大;并给出了它们的变化范围.     

有机发光材料8-羟基喹啉钕的合成、表征和薄膜制备

介绍了制备高纯度有机发光材料8-羟基喹啉钕(Ndq3)和生长Ndq3薄膜的方法.通过X-射线衍射谱、红外吸收光谱、紫外吸收光谱以及荧光光谱测试分析,对Ndq3粉末和薄膜的结构和特性进行了表征.标定了Ndq3中喹啉环的存在;计算得出Ndq3的禁带宽度为2.8 eV;证实了Ndq3分子中的Nd-O键为共价键而非离子键;测得Ndq3的荧光发射光谱位于472 nm(蓝光区域);证明了光激发位于喹啉环上而不是金属Nd3+上.与Al和Zn的金属螯合物相比,Ndq3中的Nd3+成键共价键较强,极化力较弱.对不同衬底温度下生长的Ndq3薄膜做了XRD分析,发现Ndq3薄膜呈多晶态,且随温度升高,衍射单峰逐渐增强,显示Ndq3薄膜的结晶性能随衬底温度的升高变好,结晶晶粒尺度也随着衬底温度的升高逐渐变大,薄膜表面形貌更加均匀.     

不同衬底温度生长的La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_3薄膜椭圆偏振光谱研究

采用脉冲激光沉积法(PLD)在不同Si(100)衬底温度下制备了La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_3(LSCO)导电金属氧化物薄膜.X射线衍射(XRD)分析表明,随着衬底温度升高LSCO薄膜的结晶质量增加,在650℃和700℃下制备的薄膜是具有单一钙钛矿结构的多晶薄膜.通过椭圆偏振光谱仪测量了400～1100nm波长范围内该导电金属氧化物薄膜的光学性质,采用双Lorentz振子色散关系及三相结构模型(Air/LSCO/Si)拟合获得了薄膜的光学常数.结果表明,薄膜的折射率随着衬底温度的升高而减小,然而在可见-近红外波长范围内消光系数随着衬底温度的升高而增大.这主要与薄膜的晶化质量和导电性能有密切的关系.     

激光致晶态Ge2Sb2Te5相变介质的光学常数

利用椭偏仪和光谱仪研究了结晶程度对Ge2Sb2Te5相变薄膜光学常数的影响.当初始化仪转速固定时,随激光功率的增加,折射率基本随之减小,消光系数逐渐增大,透过率逐渐减小;当激光功率固定时,随转速的增大,折射率也随之增大,消光系数随之减小,透过率逐渐增加.非晶态与晶态间的变换、薄膜微结构的变化(包括原子间键合状态的变化)以及薄膜内残余应力是影响Ge2Sb2Te5相变薄膜复数折射率的主要原因.测量了CD-RW(可擦重写光盘)中Ge2Sb2Te5薄膜非晶态和晶态的反射率.     

激光致晶态Ge2Sb2Te5相变介质的光学常数

利用椭偏仪和光谱仪研究了结晶程度对Ge2Sb2Te5相变薄膜光学常数的影响.当初始化仪转速固定时,随激光功率的增加,折射率基本随之减小,消光系数逐渐增大,透过率逐渐减小;当激光功率固定时,随转速的增大,折射率也随之增大,消光系数随之减小,透过率逐渐增加.非晶态与晶态间的变换、薄膜微结构的变化(包括原子间键合状态的变化)以及薄膜内残余应力是影响Ge2Sb2Te5相变薄膜复数折射率的主要原因.测量了CD-RW(可擦重写光盘)中Ge2Sb2Te5薄膜非晶态和晶态的反射率.     

纳米微晶SnO2薄膜的制备和光学性能的研究

以无机盐为原料制备得到纳米微晶ＳｎＯ２薄膜。由透射比曲线计算发现，随热处理温度的升高，薄膜的折射率、消光系数均增大。研究表明，掺Ｔｉ的ＳｎＯ２薄膜吸收边的跃迁属间接跃迁，随晶粒尺寸的减小，间接带宽增大。     

磷掺杂比例对a-Si∶H薄膜太阳电池窗口层光电性能的影响

采用RF-PECVD法制备了磷掺杂氢化非晶硅(a-Si∶H)薄膜作为太阳电池窗口层.通过椭偏仪、Keithley 4200对所制备样品进行分析测试,研究了不同掺杂比例对非晶硅薄膜沉积速率、消光系数、折射率、光学带隙及电导率等的影响.实验表明:薄膜沉积速率随掺杂浓度升高先减小再增大;薄膜消光系数、折射率及禁带宽度随掺杂浓度升高呈现先减小后增大再减小的现象;电导率则先增大后减小再增大.     

热蒸发紫外LaF3薄膜光学性能和结构表征

在不同的沉积温度下,用热蒸发方法在熔融石英(JGS1)上制备了LaF3单层薄膜。分别采用分光光度计测量了薄膜样品的透射率和反射率光谱,反演得出薄膜的折射率和消光系数;采用原子力显微镜(AFM)观察了样品的表面形貌,并通过表面粗糙度计算得出总积分散射损耗;采用X射线衍射仪(XRD)测试了薄膜的晶体结构,由衍射谱图拟合得到衍射峰的半峰全宽,进而计算出薄膜晶粒的平均尺寸。实验结果表明,随着沉积温度的升高,LaF3薄膜的结晶状况明显变好,晶粒尺寸逐渐变大,膜层变得更加致密,薄膜的光学常数和折射率不均匀性均呈线性变化。沉积温度的增加对薄膜表面粗糙度的影响不明显,散射损耗在光学损耗中所占比例较小,所以光学损耗的变化主要由吸收损耗引起。     

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。     

溅射参数对Ge_2Sb_2Te_5薄膜光学常数的影响

研究了溅射参数对 Ge2 Sb2 Te5 薄膜的光学常数随波长变化关系的影响 ,结果表明 :(1)当溅射功率一定时 ,随溅射氩气气压的增加 Ge2 Sb2 Te5 薄膜的折射率先增大后减小 ,而消光系数先减小后增大 .(2 )当溅射氩气气压一定时 ,对于非晶态薄膜样品 ,在 5 0 0 nm波长以下 ,折射率随溅射功率的增加先增加后减小 ,消光系数则逐渐减小 ;在 5 0 0 nm以上 ,折射率随溅射功率的增加逐渐减少 ,消光系数先减小后增加 .对于晶态薄膜样品 ,在整个波长范围折射率随溅射功率的增加先减小后增加 ,消光系数则逐渐减少 .(3)薄膜样品的光学常数都随波长的变化而变化 ,在长波     

Simultaneous quality improvement of the roughness and refractive index of SiC thin films

We deposited silicon carbide thin layers on cleaned Si (100) substrates using the plasma enhanced chemical vapor deposition method, and show that the RFTIR spectrum is periodic in the near and medium infrared ranges. It is shown that both the deposition rate and the uniformity of the thin films are decreased by increasing the substrate temperature, and that the refractive index is increased by increasing the substrate temperature. This shows that there is a trade-off between the quality improvement of the uniformity and refractive index.     

离子束溅射参数与Ta2O5薄膜特性的关联性

离子束溅射技术是制备Ta2O5薄膜的重要技术之一。采用正交试验设计方法,系统研究了Ta2O5薄膜的折射率、折射率非均匀性、消光系数、沉积速率和应力与工艺参数（基板温度、离子束压、离子束流和氧气流量）之间的关联性。通过使用分光光度计和椭圆偏振仪测量Ta2O5薄膜透过率光谱和反射椭偏特性,再利用全光谱反演计算的方法获得薄膜的折射率、折射率非均匀性、消光系数和物理厚度。Ta2O5薄膜的应力通过测量基底镀膜前后的表面变形量计算得到。实验结果表明:基板温度是影响Ta2O5薄膜特性的共性关键要素,其他工艺参数的选择与需求的薄膜特性相关。研究结果对于制备不同应用的Ta2O5薄膜制备工艺参数选择具有指导意义。     

TFT-LCD阵列穿透率提升的研究

提高薄膜晶体管液晶显示器阵列基板的光利用效率的主要方法是提高开口率和穿透率。文章制作了低温多晶硅阵列穿透区多层膜,考察膜层以及结构对穿透率的影响,研究阵列光线穿透率提升的方法。结果表明,层间介质层（ILD）完成后不同折射率膜层接口对穿透率影响较大,平坦层（PL）的厚度对穿透率没有明显影响,导电膜氧化铟锡（ITO）厚度增加,穿透率下降。通过在阵列穿透区减少膜层数量和改变膜层组分,减少折射率差异较大的界面,可增加穿透率7%左右。     

抛光工艺对硅基Pb_(1-x)Ge_xTe薄膜性能的影响

研究了不同的抛光方法(机械抛光、化学腐蚀及化学机械抛光)对硅基板上沉积的Pb_(1-x)Ge_xTe薄膜性能的影响.研究表明,经化学机械抛光(SiO_2胶体或Cr~+)的硅基板上所沉积的Pb_(1-x)Ge_xTe薄膜具有致密的结构及平直的界面,其沉积速率也比在化学腐蚀抛光表面的沉积速率大7%或18%(分别对应<111>和<100>晶向);薄膜具有明显高于化学腐蚀抛光基板沉积薄膜的折射率,且折射率随温度的降低而增加,而低温下折射率随波长的增加而增加;化学腐蚀抛光基板沉积薄膜的折射率的增加量明显大于化学机械抛光基板沉积薄膜的增加量;薄膜层经机械抛光后,其膜层结构、组分及其深度分布均未改变,但透射率增加,消光系数有所改善,折射率有所降低.     

PECVD法氮化硅薄膜生长工艺的研究

采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD),在单晶硅衬底(100)上成功制备了不同生长工艺条件下的氮化硅薄膜。分别采用XP-2台阶仪、椭圆偏振仪等手段测试了薄膜的厚度、折射率、生长速率等参数。并采用原子力显微镜(AFM)研究了薄膜的表面形貌。结果表明,温度和射频功率是影响薄膜生长速率的主要因素,生长速率变化幅度可以达到230nm/min甚至更高。对于薄膜折射率和成分影响最大的是NH3流量,折射率变化范围可以达到2.7～1.86。分析得出受工艺参数调控的薄膜生长速率对薄膜的性质有重要影响。     

SiO2薄膜折射率的准确拟合分析

精确的光学常数对于设计和制备高品质的光学薄膜非常重要,尤其是那些光学性能对折射率变化敏感的薄膜。SiO_2是一种常用的低折射率材料,因与常用基底折射率相近使其准确拟合有一定难度。实验通过离子束溅射制备了SiO_2单层膜。考虑测量时的误差和基底折射率的影响,采用透射率包络和反射率包络得到了SiO_2的折射率,并用所得折射率进行反演来对这两种途径在实际测量拟合过程中的准确性进行比对。分析表明,剩余反射率在实际的测量过程中误差更小,直接用测量镀膜前后基片的剩余反射率值可以更简便更准确地得到SiO_2的折射率,能达到10~(-2)的精度。     

倾斜角沉积技术制备ZnS双折射雕塑薄膜

使用倾斜角沉积(GLAD)的电子束蒸发技术,制备了倾斜角度在60°~85°之间的ZnS双折射雕塑薄膜(STF)。使用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)检测了ZnS薄膜的结晶状态和断面形貌,使用Lamda-900分光光度计测量了薄膜在不同的偏振光入射时的透过率。研究发现,室温下倾斜沉积ZnS薄膜断面为倾斜柱状结构,且薄膜的结晶程度不高。在相同的监控厚度时,随倾斜角度增大,沉积到基片上的薄膜厚度逐渐变小,但仍然大于余弦曲线显示的理论厚度。根据偏振光垂直入射时薄膜的透过光谱计算了不同角度沉积的薄膜的折射率和双折射。结果显示当倾斜角度为75°时,薄膜的双折射效应最显著,此时Δn=0.044。     

实时测量聚合物薄膜的玻璃化转变温度

根据热膨胀原理,利用基于衰减全反射原理建立的CCD薄膜实时监控系统,提出了测量聚合物材料的玻璃化转变温度(Tg)的方法.用监测系统实时监测聚合物薄膜在升温过程中薄膜折射率及厚度的变化.实验结果发现薄膜的热膨胀系数β和温度相关的折射率dn/dT在升温过程中发生了突变,这个突变点所对应的温度就是聚合物薄膜的Tg.以掺杂型聚合物DR1/PMMA薄膜为例,给出了测量过程和实验结果,并检验了用该方法测量聚合物薄膜Tg的重复性和可靠性.     

高效红外反射偏振器的研究

文中给出了在低折射率透明基底上涂镀高折射率透明薄膜构成高效、Ｐ分量抑制的红外反射偏振器的实例。对于未被抑制的Ｓ偏振分量的反射率可达ＲＳ≥９５％,因此可以与金属基底的薄膜反射偏振器相比,并且避免了对升温的强迫制冷要求。同时研究了薄膜厚度、入射角及波长的微小变化（或误差）对于该偏振器消光率的影响。     

基于多模干涉和长周期光纤光栅的温度及折射率同时测量

基于多模干涉理论和长周期光纤光栅(LPFG)的传感特性,提出了一种单模-多模-单模(SMS)结构与LPFG级联的光纤传感器,实现了温度和折射率的同时测量。实验结果表明,SMS结构的干涉谱和LPFG对温度和折射率具有不同响应灵敏度,其温度灵敏度分别为0.017nm/℃和0.060nm/℃;SMS结构对折射率不敏感,而LPFG的折射率灵敏度为-35.60nm/RIU(RIU为折射率单位)。因此利用敏感矩阵,实现对温度和折射率的同时测量,得到温度和折射率的最大测量误差分别为±0.59℃和±0.0013。该结构灵敏度高、结构简单,且不易受电磁等干扰。实验结果具有良好的线性度,在生物化学领域应用前景良好。