纳米金刚石薄膜的光学性能研究

用热丝化学气相(HFCVD)法在硅衬底上制备了表面光滑、晶粒致密均匀的纳米金刚石薄膜,用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观测薄膜的表面形貌和粗糙度,拉曼光谱表征膜层结构,紫外-可见光分光光度计测量其光透过率,并用椭圆偏振仪测试、建模、拟合获得了表征薄膜光学性质的n,k值.结果表明薄膜的晶粒尺寸在100nm以下,表面粗糙度仅为21nm;厚度为3.26(m薄膜在632.8nm波长处的透过率为25%,1100nm波长处达到50%.采用直接光跃迁机制估算得到纳米金刚石薄膜的光学能隙(Eg)为4.3 eV.     

氢化纳米硅薄膜的激子光学非线性

用泵浦－探测技术研究了氢化钠米硅薄膜(nc-Si:H)的非线性光学性质,观察到纳米Si中激子的光吸收饱和现象,测得实验用样品在波长554nm处有最大的折射率改变量△n=-6.1^-5,并对该材料的光学非线性机理作了探讨。     

ZnO纳米结构薄膜的三阶非线性折射特性

采用直流溅射法在石英基片上制备了ZnO纳米结构薄膜。X射线衍射(XRD)谱表明ZnO尺寸约为5nm。利用Z 扫描技术,以锁模Nd:YAG激光器作光源(脉宽35ps,波长为355nm),在共振区域测定了ZnO纳米薄膜的三阶非线性光学常数,其非线性光学折射率常数n2=-5.7×10-8esu。     

高分子和MX络合物的光学非线性

根据一维分子链中的电荷密度波(CDW)和价键序量波(BOW)统一地研究了MX络合物和高分子中的三阶光学非线性.揭示了Pt-Cl络合物和聚乙炔的三次谐波产生频谱共振峰结构的物理来源:Pt-Cl络合物的1.8eV峰和聚乙炔的0.9eV峰都是由能带间的双光子共振产生的.本理论能定量地阐明这两种材料的已观察到的三阶光学非线性的实验数据,还能预测Pt-Cl络合物的三次谐波在0.9eV处存在另一个由三光子共振引起的峰.     

纳米光存储薄膜结构的光学性质

近场超分辨纳米薄膜结构可以突破衍射极限实现纳米尺寸信息存储,是下一代海量存储技术的重要方案之一,也是纳米光子学研究中的热点.纳米膜层结构基于激光作用下的非线性局域光学效应实现超分辨.分析了超分辨近场薄膜结构突破衍射极限的光学原理,对超分辨纳米薄膜结构的表面等离子体激发特性、非线性光学特性、近场光学特性和超透镜效应等重要光学性质的最新研究进展做了系统介绍.     

纳米硅薄膜结构特性研究

在电容式耦合等离子体化学气相沉积系统中，使用高氢稀释硅烷为反应气体制备出了晶粒尺寸为２～１０ｎｍ的纳米微晶相结构的硅薄膜，使用高分辨电子显微镜（ＨＲＥＭ），Ｘ射线衍射谱（ＸＲＤ），Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）和红外光谱（ＩＲ）等结构分析手段检测了其结构特征．结果表明，纳米硅薄膜的晶格结构为畸变的金刚石结构．Ｘ射线衍射谱表明除了Ｓｉ（１１１）的２θ＝２８．５°和Ｓｉ（２２０）的２θ＝４７．３°处的衍射峰外，在２θ＝３２．５°处存在着一个强的异常峰．ＨＲＥＭ结果表明存在新的Ｓｉ结晶学结构与ＸＲＤ异常峰相关联．     

制造超厚纳米结构金刚石薄膜

用于光学窗口和其他要求强度、透明和化学稳定性都良好的应用，金刚石薄膜很有吸引力。特别是纳米晶体金刚石薄膜光滑、可导电，可能非常有用。但是，在过去，这种纳米晶体金刚石薄膜最多只做到几个微米厚。研究人员曾试验生长厚的薄膜，但是金刚石中的高应力阻碍了这种处理。     

聚合物复合薄膜DR13/PMMA的制备及其光学特性

薄膜的厚度、折射率和传输损耗等参数在电光系数的确定和光波导器件的设计和制作过程中都是重要的参考数据。采用旋涂法制备了三种不同质量比的偶氮化合物染料分散红13(DR13)与聚合物聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合薄膜;利用分光光度计测量样品的吸收光谱;利用棱镜耦合仪测量了薄膜的厚度和折射率,并对不同波长下的折射率进行拟合得到折射率色散曲线;采用视频摄像技术研究样品的光传输特性,利用自己编写的计算机程序来处理其实验结果。DR13/PMMA复合薄膜在300nm和500nm处有两个大的吸收峰,而在其他波段,尤其是在通信波段没有明显吸收。薄膜的膜厚大约为1~2μm,其折射率随着质量比的增加而增大,随着激光波长的增大而降低,膜厚和折射率的误差分别为3.2×10-1μm和1.5×10-3。三种质量比(10%,15%和20%)的薄膜传输损耗分别为1.5269dB/cm,2.7601dB/cm和3.6291dB/cm,可以看出随着DR13质量比的增大,光传输损耗也逐渐增大,即DR13的含量对于传输损耗的影响较大。     

膜厚对氧化钒薄膜结构和光学性质的影响

利用真空热蒸发在石英基片上制备了不同厚度的氧化钒薄膜, 研究厚度对薄膜的结构、形貌和光学特性的影响。薄膜的结构由X射线衍射(XRD)仪和拉曼(Raman)光谱仪测得, 表面形貌用原子力显微镜(AFM)观测。利用分光光度计测量薄膜的光学透射率, 并且采用Forouhi-Bloomer模型与修正的德鲁德(Drude)自由电子模型相结合的方法拟合透射率来确定薄膜的折射率、消光系数和带隙。结果表明, 热蒸发的氧化钒薄膜呈非晶态, 薄膜的主要成分为五氧化二钒, 且含有少量的二氧化钒。薄膜表面的颗粒粘结在一起, 随着薄膜厚度的增加, 薄膜表面粗糙度以及颗粒尺寸变小, 膜层表面平整度越来越好, 颗粒之间的空隙变小, 导致折射率随膜厚的增加而增大, 消光系数减小。另外, 随着薄膜厚度从200 nm增加到450 nm, 光学带隙从2.67 eV减小到2.45 eV。     

氧杂质及热处理过程对Ge-Sb-Te薄膜的光学性质和晶体结构的影响

研究了氧掺杂Ge Sb Te磁控溅射相变薄膜在 4 0 0～ 80 0nm区域的光学常数 (n ,k) ,发现不同氧成分薄膜的光学性质有较大差别 ,经过热处理后薄膜的光学性质也发生了较大变化。由热处理前后薄膜的X射线衍射 (XRD)发现 ,经过退火处理后薄膜发生了从非晶态到晶态的相变。由薄膜内应力变化和薄膜的结构变化解释了薄膜光学性质的变化     

有机聚合物薄膜光波导传输损耗的测量方法

文章综述了测量非线性光学(NLO)聚合物薄膜材料光波导传输损耗的三种新方法及原理,分别给出了典型的实验装置结构图,并对它们的特点进行了比较。     

热致NiOx薄膜的结构和光学性质变化

利用直流磁控反应溅射技术制备了氧气和氩气的分压比为5∶100的NiOx薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和光谱仪研究了热处理对薄膜的微观结构和光学性质的影响,并对沉积态薄膜的粉末进行了热分析。沉积态的NiOx薄膜在262℃时开始分解,导致NiOx薄膜的透过率增加和反射率降低。X射线衍射和示差扫描量热曲线(DSC)分析表明,在热处理过程中并无物相的变化,光学性质的变化是由于NiOx薄膜热分解引起薄膜表面形貌发生变化而引起的。通过Kissinger公式计算出热分解所需克服的活化能为230.46kJ/mol,显示出很好的热稳定性。NiOx薄膜的热稳定性和热处理前后在波长为405nm处高的反射率差值,使其很有可能成为可录蓝光光盘的记录介质。     

氮化铝薄膜的椭偏法研究

文章采用真空磁过滤电弧离子镀法在单晶Si(100)基片上成功制备了氮化铝(AlN)薄膜,并利用椭偏法对AlN膜进行了研究.根据沉积方法的特点,建立合适的膜系进行拟合,得到薄膜的折射率、消光系数和几何厚度;分析薄膜与基片之间的附着方式为简单附着,以及引起薄膜材料比块体材料折射率偏小的原因为:薄膜中含有空隙,Al/N不符合化学剂量比,薄膜表面形成了Al2O3钝化层.     

HFCVD方法沉积金刚石薄膜的生长研究

本文讨论了金刚石薄膜应用于光学领域所遇到的问题，研究了热丝ＣＶＤ（ＨＦＣＶＤ）方法生长应用于光学膜的金刚石薄膜过程中，衬底表面的预处理和沉积条件如碳源浓度、衬底温度等对制备腹晶粒尺度和晶粒间界以及膜表面形貌的影响．     

Delamination and Wrinkling of Flexible Conductive Polymer Thin Films

Polymer based conductive and transparent thin films are an important class of functional materials at the heart of flexible organic electronic devices. These flexible films are prone to degradation and to mechanical instability leading to the formation of blisters, wrinkles, and cracks. This is detrimental to their use especially in the case of multilayer devices. Here, it is shown that a simple water or solvent drop deposited on such films gives rise to a buckling instability and the formation of several folds due to the tendency of these films to swell in contact with the solvent. A phase diagram of the instability portraying its domain of existence, and thus the means to inhibit it, is proposed. By depositing drops on such films and observing the instability, material parameters such as the elastic modulus of the thin films or their energy of adhesion to the substrate can be estimated reliably. Further, the instability can be harnessed to pattern surfaces at low cost giving rise to percolated and more conductive pathways in the conductive polymer films under scrutiny.     

电光聚合物薄膜非线性效应的研究

采用旋涂的方法制备了主客掺杂15％NAEC／PMA有机聚合物薄膜，通过测量其DSC曲线来确定玻璃化温度，并在此温度对其进行电晕极化，测量了薄膜化前后以及退化后的紫外－可见吸收光谱，研究了NAEC／PMMA薄膜中客体生色团的电极化取向以及薄膜的二阶非线性效应。     

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.