掺锡氧化锌纳米阵列的制备及其结构和光学特性的研究

在旋涂法制成的种子层基底上,用水热法生长氧化锌纳米阵列(ZNAs)和掺锡氧化锌纳米阵列(ZNAs∶Sn)。为了研究掺锡对氧化锌纳米阵列透光性的影响,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射谱和椭圆偏振仪(SE)对样品进行了表征,并结合等效介质模型(EMA)理论模拟样品光学常数,根据太阳能光谱AM1.5计算透过光的总功率。XRD分析表明纳米棒垂直于基底沿(002)晶向生长,SEM和椭圆偏振仪表明样品表面形貌良好,制得的纳米棒直径约300 nm,长度约1.6μm。透射谱表明ZNAs掺锡之后,在300~800nm波段透过率增大。根据AM1.5计算获得在样品厚度相同的情况下,掺杂5%的ZNAs∶Sn透过光总功率是ZNAs的1.6倍。     

直流磁控溅射制备a-Si:H膜工艺及其在激光器腔面膜上的应用

利用直流(DC)磁控溅射方法制备氢化非晶硅(a-Si∶H)薄膜。研究了氢气流量、溅射源功率对膜的沉积速率、氢含量(CH)以及光学性能的影响。通过傅里叶变换红外(FTIR)吸收光谱计算氢含量,其最大原子数分数为11%。用椭偏仪测量了膜的折射率n和消光系数k,发现a-Si∶H薄膜的k值和n值都随CH的增加而减小。将优化的实验结果用于半导体激光器腔面高反镜的镀制,a-Si∶H薄膜在808 nm波长处的n和k分别为3.2和8×10-3,获得了良好的激光输出特性。     

用Blanie Johs法校正椭偏光谱仪的样品选择

用Blanie Johs方法使用三种不同的样品对旋转检偏器类型椭偏光谱仪(RAE)进行了系统校正。校正实验结果表明：对于设计建立的系统,在其各元件设备处于非最佳状态下,Blanie Johs方法仍然成功完成了系统的校正任务,证明该方法具有普适性。但在校正过程中也发现：为了获得高精度的系统校正结果,使用的校正样品并非如BlanieJohs方法介绍的没有限制,而是需要进行一定的选择。     

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。     

Pulsed Laser Deposition of Ba0.6Sr0.4TiO3 Thin Films and Their Optical Properties

ABSTRACT

Barium strontium titanate [Ba_0.6Sr_0.4TiO₃ or BST (60/40)] thin films were deposited on MgO (100) substrates using pulsed laser deposition. X-ray diffraction (XRD) measurements revealed that the BST thin films had epitaxially grown on the MgO (100) substrates. The surface morphology of the thin films was observed using an atomic force microscope and the grain size was found to be about 100–150 nm. The surface roughness was around 4.9 nm for a 250 nm thick film. The optical transmittance of the BST thin film was measured using a transmission mode ellipsometer. The BST/MgO configuration was highly transparent in the visible region. The optical band gap energy of the BST film, calculated by applying the Tauc relation, was 3.56 eV. Optical waveguide characteristics of the BST (60/40) thin film were determined using a prism coupler. The electro-optic (E-O) properties were measured at 632.8 nm wavelength using a phase modulation detection method. The BST film exhibited a predominately quadratic E-O behavior and the quadratic E-O coefficient was found to be 0.58 × 10^{? 17} m²/V².     

电子束蒸发非晶硅光学薄膜工艺研究

研究了沉积时真空室真空度、基片温度和沉积速率对常用电子束蒸发非晶硅(a-Si)光学薄膜的折射率和消光系数的影响。结果表明,在300~1100nm的波长范围内,真空室真空度、基片温度和沉积速率越高,则所得a-Si薄膜折射率越高,消光系数越大。并将实验结果用于半导体激光器腔面高反镜用a-Si膜镀制,发现在选择初始真空为1E-6×133Pa、基片温度为100℃和沉积速率为0.2nm/s时所得高反镜的光学特性比较好,在808nm处折射率和消光系数分别为3.1和1E-3。     

椭偏仪的研究进展

主要介绍了椭偏仪的测量原理,比较了不同结构的椭偏仪,并根据具体应用需求介绍了椭偏光谱仪、红外椭偏光谱仪、成像椭偏仪和广义椭偏仪,分析了椭偏仪的数据处理过程,最后展望了椭偏仪的发展趋势.     

计量型激光椭偏仪初始入射角校准方法的研究

为保证计量型激光椭偏仪测量结果的准确性,研究了一种初始入射角校准方法,通过线性位移台带动CCD相机进行一维运动,其运动轴作为空间线性辅助参考量,实现了椭偏仪的入射激光光轴与自准直仪光轴的90°校准。结果表明:采用该方法校准计量型激光椭偏仪的初始入射角,光轴俯仰角偏差＜0.05°,偏摆角偏差＜0.09°;校准后,对标称值为102.10nm的Si上SiO₂膜厚标准片进行测量,示值误差＜0.4nm,提升了计量型激光椭偏仪测量校准服务的准确性。     

MEMS制造中精确测量薄膜厚度的方法研究与比较

精确测量各种功能薄膜的厚度在微机电系统（ MEMS）制造加工过程中有非常重要的意义。利用接触式表面轮廓仪、光谱椭偏仪、电感测微仪、扫描电镜、原子力显微镜和工具显微镜分别测量了10 nm～100μm各种薄膜的厚度。比较了不同测量仪器的测量范围、分辨率和对样品的适用性,分析了薄膜厚度测量过程中误差产生的机理。实验结果表明：当存在膜层台阶时,10 nm～100μm的膜厚测量均可采用接触式表面轮廓仪,对于硬度较高的膜层可采用电感测微仪,对于厚度小于0.5μm的膜层可采用原子力显微镜;对于可观察样品侧面、厚度大于0.7μm的膜层可采用扫描电镜,工具显微镜适用于μm级膜层,对于厚度大于20μm的膜层不宜采用光谱椭偏仪。     

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.