ZnO薄膜的反射、透射光谱及能带结构测量

采用正入射的方法研究了生长在硅基片上的氧化锌薄膜的反射光谱，测量出氧化锌薄膜的光学吸收边在370nm，所对应的能量值为3.35eV，测量生长在石英玻璃基片上的氧化锌薄膜的透射光谱，得到相同的吸收边，表明ZnO薄膜的光学禁带宽度与体材料的禁带宽度一致，反射谱中，在550－600nm之间观察到一个吸收峰，吸收峰的位置以及吸收边的陡峭程度都薄膜的结晶状况的不同而有所不同。     

ZnSe—ZnTe应变层超晶格的光吸收研究

在室温下测量了Znse-ZnTe应变层超晶格的光吸收谱,观测到对应于第一轻重空穴跃迁的吸收台阶.根据测量所得的超晶格带隙确定了ZnSe-ZnTe的价带不连续为1.10eV.     

纳米ZnO和ZnO-SiO2复合薄膜的光学性质研究

通过溶胶凝胶(sol-gel)法分别在玻璃衬底上制备了ZnO纳米薄膜和ZnO-SiO2纳米复合薄膜,并利用紫外.可见光分光光度计对薄膜的光学性能进行了分析.可见光一紫外透射谱显示,随着Zn0溶胶浓度从0.7 mol/L降低到0.006 mol/L,制备的ZnO薄膜从只出现一个380 nm(对应的光学禁带宽度为3.27 eV)左右的吸收边到在380和320nm(对应的光学禁带宽度为3.76 ev)左右各出现一个吸收边,并且随着ZnO溶胶浓度的降低,在380-320 nm波段内的透过率明显提高.而ZnO-SiO2复合薄膜只在310 nm左右出现一个吸收边.SiOO2的包覆宽化了ZnO的禁带宽度,包覆后的禁带宽度可达到3.87 ev.     

射频磁控溅射法生长MgxZn1-xO薄膜的结构和光学特性

用射频磁控溅射法在80℃的衬底温度下制备出MgxZn1-xO(0≤x≤0.30)薄膜.x射线衍射(XRD)结果表明,MgxZn1-xO薄膜为单相六角纤锌矿结构,没有形成任何显著的MgO分离相,MgxZn1-xO薄膜的择优取向平行于与衬底垂直的c轴;c轴晶格常数随着Mg含量的增加逐渐减小.在MgxZn1-xO薄膜的光透射谱中出现锐利的吸收边,由透射谱估算出MgxZn1-xO薄膜的带隙宽度由3.32eV(x=0)线性地增加到3.96eV(x=0.30).     

ZnSe—ZnS应变层超晶格的激子吸收谱

在16K至室温范围内测量了ZnSe-ZnS应变层超晶格的激子吸收谱.观测到对应于1E-1HH1E-1LH及1E-3HH跃迁的三个激子吸收峰.     

溅射条件对ZnS薄膜的光学常量和微结构的影响

为了研究制备条件对射频溅射ZnS薄膜光学常量和微结构的影响,在浮法玻璃上制备了不同溅射气压、溅射功率和溅射温度的ZnS薄膜,利用紫外可见近红外分光光度计在300～2 500 nm的波长范围内测量了薄膜的透射和反射光谱,并通过光谱拟和计算出ZnS薄膜的光学常量以及禁带宽度.通过X射线衍射分析了薄膜的微结构随溅射温度的改变.研究结果表明,随着制备条件的不同,ZnS薄膜的光学常量和微结构会发生变化.     

纳米ZnO和ZnO-SiO2复合薄膜的光学性质研究

通过溶胶凝胶(sol-gel)法分别在玻璃衬底上制备了ZnO纳米薄膜和ZnO-SiO₂纳米复合薄膜,并利用紫外-可见光分光光度计对薄膜的光学性能进行了分析.可见光-紫外透射谱显示,随着ZnO溶胶浓度从0.7mol/L降低到0.006mol/L,制备的ZnO薄膜从只出现一个380nm(对应的光学禁带宽度为3.27eV)左右的吸收边到在380和320nm(对应的光学禁带宽度为3.76eV)左右各出现一个吸收边,并且随着ZnO溶胶浓度的降低,在380—320nm波段内的透过率明显提高.而Z 关键词： 纳米ZnO 2复合薄膜')" href="#">ZnO-SiO₂复合薄膜 溶胶凝胶法 透射率     

厚度对未掺杂ZnO薄膜光谱性能的影响

X射线衍射光谱、拉曼光谱和紫外可见透射光谱技术是薄膜材料检测的重要技术手段。通过对薄膜材料光谱性能的分析,可以获得薄膜材料的物相、晶体结构和透光性能等信息。为了解厚度对未掺杂ZnO薄膜的X射线衍射光谱、拉曼光谱和紫外可见透射光谱性能的影响,利用溶胶-凝胶法在石英衬底上旋涂制备了不同厚度的未掺杂ZnO薄膜样品,并对薄膜样品进行了X射线衍射光谱、拉曼光谱和紫外可见透射光谱的检测。首先,通过X射线衍射光谱检测发现,薄膜样品呈现出（002）晶面的衍射峰,ZnO薄膜为六角纤锌矿结构,均沿着C轴择优取向生长,且随着薄膜厚度的增加,衍射峰明显增强,ZnO薄膜的晶粒尺寸随着膜厚的增加而长大。利用扫描电子显微镜对薄膜样品的表面形貌分析显示,薄膜表面致密均匀,具有纳米晶体的结构,其晶粒具有明显的六角形状。通过拉曼光谱检测发现,薄膜样品均出现了437 cm-1的拉曼峰,这是ZnO纤锌矿结构的特征峰,且随着薄膜厚度的增加,其特征拉曼峰强度也增加,进一步说明了随着ZnO薄膜厚度的增加,ZnO薄膜晶化得到了加强。最后,通过紫外可见透射光谱测试发现,随着膜厚的增加,薄膜的吸收边发生一定红移,薄膜样品在可见光区域内的透过率随着膜厚度增加而略有降低,但平均透过率都超过90%。通过对薄膜样品的紫外-可见透射光谱进一步分析,估算了薄膜样品的折射率,定量计算了薄膜样品的光学禁带宽度,计算结果表明：厚度的改变对薄膜样品的折射率影响不大,但其禁带宽度随着薄膜厚度的增加而变窄,且均大于未掺杂ZnO禁带宽度的理论值3.37 eV。进一步分析表明,ZnO薄膜厚度的变化与ZnO晶粒尺寸的变化呈正相关,本质上,吸收边或光学禁带宽度的变化是由于ZnO晶粒尺寸变化引起的。     

掺AlZnO纳米线阵列的光致发光特性研究

采用化学气相沉积方法，以金做催化剂，在Si (100)衬底上制备了掺AlZnO纳米线阵列.扫描电子显微镜(SEM)表征发现ZnO纳米线的直径在30nm左右.X射线衍射(XRD)图谱上只存在ZnO的(002)衍射峰，说明ZnO纳米线沿c轴择优取向.掺AlZnO纳米线阵列的室温光致发光(PL)谱中出现了3个带边激子发射峰：373nm，375nm，389nm.运用激子理论推算出掺AlZnO纳米线的禁带宽度为3.343eV ，束缚激子结合能为0.156eV；纯ZnO纳米线阵列PL谱中3个带边激子发射 关键词： 光致发光 化学气相沉积(CVD) 激子 ZnO纳米线阵列     

MgxZn1-xO单晶薄膜的结构和光学性质

用等离子辅助分子束外延(P-MBE)的方法,在蓝宝石c平面上外延生长了MgxZn1-xO合金薄膜。在0≤x≤0．2范围内薄膜保持着ZnO的纤锌矿结构不变。X射线双晶衍射谱的结果表明生长的样品是单晶薄膜。据布喇格衍射公式计算得到,随着Mg含量的增加,薄膜的品格常数C由0．5205nm减小到0．5185nm。室温光致发光谱出现很强的紫外近带发射(NBE)峰,没有观察到深能级(DL)发射,且随着Mg的掺入量的增加,紫外发射峰有明显的蓝移。透射光谱的结果表明,合金薄膜的吸收边随着Mg离子的掺入逐渐向高能侧移动,这与室温下光致发光的结果是相吻合的,并计算出随着x值增加,带隙宽度从3．338eV逐渐展宽到3．682eV。通过研究Mg0.12Zn0.88O样品的变温光谱,将紫外发射归结为束缚在施主能级上的束缚激子发射。并详细地研究了在整个温度变化过程中,束缚激子的两个不同的猝灭过程以及谱线的半峰全宽与温度变化的关系。     

MEH-PPV薄膜的光学参数计算

测量了由修正的Gilch方法制作的MEH-PPV薄膜的反射光谱, 对于玻璃基底对反射谱的影响做了修正. 利用了修正后的反射谱进行了kk变换, 获得了薄膜的折射率n. 再用计算所得的数据反算出薄膜的反射率与测量的反射谱是一致的, 获得的折射率随波长的变化与测量的吸收谱是相对应的, 对所得结果进行了误差分析.     

Green photoluminescence from highly oriented ZnO thin film for photovoltaic application

We report here the fabrication of ZnO nanoparticles embedded on glass substrate by sol–gel and spin coating technique. Transmission electron microscope images revealed that the thin film is composed of ZnO nanoparticles. X-ray diffraction data confirms that the fabricated ZnO nanoparticles have hexagonal unit cell structure. The ZnO nanocrystals of the thin film are oriented along the c-axis of the hexagonal unit cell. UV–vis absorption spectroscopy shows that the absorption occurring at 373 nm in the ZnO thin film. The band gap was calculated from the absorption data and found to be 3.76 eV. This band gap enhancement occurs due to size effect in the nanoscale regime. Room temperature photoluminescence spectrum shows strong green emission at 530 nm owing to the singly ionized oxygen vacancy. This green emission was further investigated by annealing the thin film at different temperature. This singular green emission will be very useful in optoelectronic and nanophotonic devices.     

铜团簇束在硅上碰撞沉积的薄膜表面能谱分析

用一种新型磁控溅射气体凝聚团簇源产生Cu-n(n是团簇原子个数)团簇束 ,当团簇束分别在偏压为:0,1,3,5,10 kV的电场中加速后,在真空中,沉积在室温下的 P型Si(111)衬底上,获得Cu/P-Si(111)薄膜样品.用X射线光电子能谱(XPS)分析薄膜,结果表明:薄膜本身不含C和O等杂质;当Cu/P-Si(111)样品暴露在空气中时,样品表面会氧化和碳污染,铜的特征电子峰几乎被湮没.用能量3 keV流强为4～6 μA/cm2*!Ar+束, 预溅射处理样品表面后,用XPS分析,常规磁控溅射室温下得到的Cu/P-Si(111)样品和铜团簇束沉积,偏压分别为0,1,3,5,10 kV的样品XPS谱和块状Cu标样谱基本一样,Cu2P1、Cu2P3、 CuLMM特征峰位没有移动,反映不出原子结合能差异.     

VO_2薄膜Vis-NIR及NIR-MIR椭圆偏振光谱分析

采用射频磁控溅射在石英玻璃基底上反应溅射制备单斜相(M相)VO_2薄膜.利用V-VASE和IR-VASE椭圆偏振仪及变温附件分别在0.5—3.5 eV(350—2500 nm)和0.083—0.87 eV(1400—15000 nm)入射光能量范围内对相变前后的VO_2薄膜进行光谱测试,运用逐点拟合的方式,并通过薄膜的吸收峰的特征,在0.5—3.5 eV范围内添加3个Lorentz谐振子色散模型和0.083—0.87 eV范围内添加4个Gaussion振子模型对低温态半导体态的薄膜椭偏参数进行拟合,再对高温金属态的薄膜添加7个Lorentz谐振子色散模型对进行椭偏参数的拟合,得到了较为理想的拟合结果.结果发现:半导体态的VO_2薄膜的折射率在近红外-中红外基本保持在最大值3.27不变,且消光系数k在此波段接近于零,这是由于半导体态薄膜在可见光-近红外光范围内的吸收主要是自由载流子吸收,而半导体态薄膜的d//轨道内的电子态密度较小.高温金属态的VO_2薄膜的折射率n在近红外-中红外波段具有明显的增大趋势,且在入射光能量为0.45 eV时大于半导体态的折射率;消光系数k在近红外波段迅速增大,原因是在0.5—1.62 eV范围内,能带内的自由载流子浓度增加及电子在V_(3d)能带内发生带内的跃迁吸收,使k值迅速增加;当能量小于0.5 eV时k值变化平缓,是由于薄膜内自由载流子浓度和电子跃迁率趋于稳定所致.     

30.4 nm波长SiC/Mg多层膜反射镜

波长30.4 nm的He-II谱线是极紫外天文观测中最重要的谱线之一,空间极紫外太阳观测光学系统需要采用多层膜作为反射元件。为此研究了SiC/Mg、B4C/Mg、C/Mg、C/Al、Mo/Si、B4C/Si、SiC/Si、C/Si、Sc/Si等材料组合的多层膜在该波长处的反射性能。基于反射率最大与多层膜带宽最小的设计优化原则,选取了SiC/Mg作为膜系材料。采用直流磁控溅射技术制备了SiC/Mg多层膜,用X射线衍射仪测量了多层膜的周期厚度,用国家同步辐射计量站的反射率计测量了多层膜的反射率,在入射角12°时,实测30.4 nm处的反射率为38.0%。     

基于包络线法的多孔阳极氧化铝薄膜光学常数的计算

采用二步阳极氧化法在草酸溶液中制备了多孔阳极氧化铝(PAA)薄膜。借助于扫描电子显微镜(SEM)分析了多孔阳极氧化铝薄膜的微观形貌。结果发现,在其表面孔径为30~40nm的六边形孔洞分布均匀,且垂直于表面平行生长。依据PAA透射光谱的实验数据,采用极值包络线算法计算出了PAA薄膜的复折射率以及光学能隙等光学常数。通过分析吸收系数与入射光子能量之间的关系发现,PAA薄膜具有直接带隙半导体的电子结构特征,而且由理论计算得到的PAA的带隙能与其光致发光谱的峰位能是一致的。     

氮化铝薄膜的红外吸收光谱和喇曼光谱的研究

本文报道用直流平面磁控溅射法在Si片上生长c轴高度择优取向AIN薄膜的光学特性.俄歇谱分析表明薄膜是高纯的.从红外吸收光谱上分析获得晶格振动纵、横模的频率分别为2.5×10~(13)HZ和1.8×10~(13)Hz.从喇曼光谱上分析获得AIN薄膜的光学声子频率为297、512、607、656、832cm~(-1).与几种已知的纤锌矿结构二元化合物的声子频率模式类比获得AIN的光学声子模式.进一步分析表明AIN是一种静电力大于原子间各向异性力的晶体,且声子的最高频率与r~(-3/2)N~(-1/2)成正比.     

用于钕玻璃啁啾脉冲放大系统光谱整形的多层介质膜反射镜

在千焦拍瓦高功率啁啾脉冲放大系统设计中,为了尽量消除增益窄化和增益饱和效应的影响,同时尽可能提高高功率激光输出脉冲信噪比参数,激光脉冲时空和光谱的整形问题备受关注.提出一种光谱整形新方法,利用特定结构的多层介质膜反射镜,可实现对大能量高功率啁啾脉冲钕玻璃放大系统中啁啾脉冲的光谱整形.研究结果表明,只要合理选择多层介质膜系的结构参数,可有效地控制其反射率分布,且在保证反射相位基本不变的条件下其调制度可超过60%.针对钕玻璃1053nm波长设计而成的光谱整形反射镜,反射带宽可达到196nm,色分辨率约为0.1 关键词： 介质反射膜 光谱整形 千焦拍瓦 啁啾脉冲     

Photoluminescence and electroluminescence studies of polyvinyl carbazole films

Polyvinyl carbazole (PVK) film has been prepared by solution method. Its absorption, photoluminescence (PL) and electroluminescence (EL) have been studied. For PL and absorption studies, film of PVK was prepared by spreading PVK solution on clean glass plate. The dried film was taken out of the glass plate and used for absorption, thickness measurement and PL studies. The film is transparent in the visible region and absorption starts at 340 nm wavelength. The absorption peaks are obtained at 280, 250 and 220 nm, indicating that optical gap of film is 3.65 eV and molecular orbitals exist at 4.43, 4.96 and 5.64 eV. PL studies reveal that excitation by violet light gives luminescence at 430, 480 and 690 nm. For EL studies, cell is prepared by depositing PVK film on a portion of conducting glass plate and taking aluminum foil as second electrode. It is observed from the characteristics that the current varies linearly, where as EL intensity varies non-linearly with increasing voltage. Higher brightness has been observed at higher frequencies. EL spectrum shows a sharp peak at 400 nm and a broad and less intense peak at 700 nm, which are attributed to radiative decay of singlet exciton and defect centers, respectively.     

Light emission from Ag cluster films excited by conduction current

The light emission spectra obtained for a silver cluster film, excited by the passage of electrical current through it, were measured by the charge‐coupled device (CCD) combined with a monochromator in the spectral range 200 ≑ 1050 nm (6.2 ≑ 1.18 eV). This film is a two‐dimensional ensemble of Ag clusters linked by tunneling on a dielectric substrate. It was shown that the light emission spectra had a number of features, and the shape of spectrum depends on a voltage applied to the film. With increasing the voltage the spectrum starts to extend to high energies. The light emission in the visible spectral region was observed already at 1 V applied to the film, i.e., the photon energy can exceed the excitation energy. It means that this phenomenon is not trivial. In order to explain these results, an assumption about the electron gas heating in metal clusters may be used.