CeO_2纳米薄膜的厚度和光学性质

二氧化铈因具有高介电常数、折射率和紫外吸收率而在光学和电子器件方面得到广泛应用。在500℃沉积温度下,采用真空热蒸镀法在单晶Si基体上制备纳米CeO2光学薄膜,用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射仪(XRD)对CeO2薄膜的表面形貌和结构进行了表征和分析。结果表明薄膜呈现多晶纳米颗粒,晶粒粒径为20 nm左右,其形貌均匀致密。用台阶法、反射光谱法和椭偏偏振法对不同沉积时间(6~15 min)制备的薄膜厚度进行对比测量研究,不同测量方法所测薄膜厚度一致,并随着薄膜厚度增加,厚度测量的差值越小。运用德鲁德-洛伦茨(Drude-Lorentz)谐振模型对椭偏参量进行拟合,得到了不同厚度CeO2薄膜的光学常数。结果表明在350~1000 nm内其折射率(n)与消光系数(k)随着波长的增加而减少,632.8 nm波长下,薄膜折射率在2.11~2.20,并且薄膜的折射率随着薄膜厚度的增加而增加,而消光系数k随着薄膜厚度的增加而减少。