SnTe纳米薄膜的椭圆偏振光谱研究

SnTe纳米薄膜材料光学常数的准确获取,对于其在高性能光电器件设计和在光电子领域的潜在应用具有重要的意义。然而,目前仍然很少有关于获取其纳米薄膜光学常数方法的相关研究报道。采用磁控溅射法以SnTe单靶为靶材,在石英衬底上制备了SnTe纳米薄膜;在未加衬底温度和未进行退火处理的条件下,通过制备工艺参数优化,即得到晶化的、组分可控的面心立方结构SnTe纳米薄膜。采用椭圆偏振光谱法,建立不同的拟合模型结构,利用SE数据库中的SnTe材料数据列表和Tauc-Laurents模型对所制备的SnTe纳米薄膜材料的膜厚、组成及折射率、消光系数等光学常数进行了研究。结果显示,具有该厚度的SnTe纳米薄膜材料在可见光波段具有较高的折射率、在可见到近红外具有较宽的光谱吸收。     

化学溶液法制备PbZr0.5Ti0.5O3／La0.5Sr0.5CoO3铁电多层薄膜的结构和光学性质研究

采用金属有机化学液相沉积法在Si衬底上制备了La0.Sr0.5CoO3(LSCO)导电金属氧化物薄膜，采用溶胶－凝胶法在LSCO导电金属氧化物薄膜上沉积了PbZr0.5Ti0.5O3（PZT）铁电薄膜，X－射线测量结果表明在700℃的退火温度下制备的PZT／LSCO铁电多层薄膜呈（110）取向的钙钛矿结构，谢乐公式估算铁电薄膜的晶粒尺寸为50－80nm，原子力显微镜观察结果显示：薄膜表面平整，均方根粗糙度（RMS）小于5nm，用拉曼光谱测量表明PZT薄膜呈拉曼活性，椭圆偏振光谱仪用来表征薄膜在400－1700nm波长范围的光学性质，用洛仑兹模型来描述PZT和LSCO薄膜的光学性质，获得PZT和LSCO薄膜的折射率，消光系数等光学常数谱。     

LaNiO3/PbZr0.4 Ti0.6 O3/LaNiO3的疲劳特性研究

采用化学溶液法在Si基衬底上制备了PbZr0.4Ti0.6O3/LaNiO3异质结构。X-射线衍射测量结果表明,制备的PbZr0.4Ti0.6O3/LaNiO3异质结构中PbZr0.4Ti0.6O3薄膜呈高度(100)择优取向;原子力显微镜测量表明制备的PbZr0.4Ti0.6O3薄膜的表面平整、均匀、结构致密;RT-66A测量表明,400 kV/cm的外加电场下,LaNiO3/PbZr0.4Ti0.6O3/LaNiO3结构具有优良的铁电性,剩余极化强度为14.6μC/cm2,矫顽电场为41 kV/cm。翻转1×108次极化下降小于10%,显示了很好的疲劳特性。并进一步研究了Pb含量对PbZr0.4Ti0.6O3薄膜的微结构和极化特性的影响。     

PbZr0.40Ti0.60O3非晶薄膜透射光谱性质研究

采用溶胶凝胶方法在石英玻璃上制备了均匀透明的PbZr0.40Ti0.60O3(PZT)非晶薄膜，测量了200-1100nm的紫外可见近红外透射光谱，根据经典的包络计算方法，同时获得薄膜在透明振荡区的折射率，消光系数以及厚度，薄膜的折射率色散关系可以通过单电子sellmeier振荡模型成功地进行解释。最后，根据Tauc's法则，得到PbZr0.40Ti0.60O3非晶薄膜的禁带宽度为3.78eV。     

不同取向金刚石薄膜的红外椭圆偏振光谱特性研究

采用红外椭圆偏振光谱仪对HFCVD方法所制备的不同取向金刚石薄膜的光学参数进行了测量.结果表明(001)取向金刚石薄膜具有较佳的光学质量,在红外波段基本是透明的.在2.5~12.5μm红外波长范围内,(001)取向金刚石膜的折射率和消光系数几乎不随波长的改变而变化,折射率为2.391,消光系数在10-5范围内;对于(111)取向金刚石膜,其折射率和消光系数随波长的改变有微小变化,折射率和消光系数都低于(001)取向膜.通过计算拟合得到(001)取向金刚石膜的介电常数为5.83,优于(111)取向膜.     

复合靶溅射Bi4Ti3O12铁电薄膜的结构和相变

采用金属与金属氧化物复合靶的射频溅射法，在Si基片上沉积制备了Bi4Ti3O12(BTO)铁电薄膜，用变温X－射线及热分析等方法研究BTO铁电薄膜的结构和相变，结果表明，在温度为350－445℃之间，薄膜经历由烧绿石相向钙钛矿相的结构相变，在670℃附近，薄膜由铁电相向顺电相转变，该相变是由于晶格畸变量b/a随温度上升连续减小，使得薄膜晶体对称性发生改变引起，在相变附近未观察到潜热的产生。     

Si基Bi4Ti3O12薄膜电滞回线及铁电性能的研究

采用溶胶-凝胶(Sol—Gel)法直接在p—Si衬底上制备生长Bi4Ti3O12铁电薄膜，研究了Ag／Bi4Ti3O12／p—si异质结电滞回线的特征及Bi4Ti3O12薄膜的铁电性能。空间电荷层的存在使Si基Bi4Ti3O12铁电薄膜呈不对称的电滞回线并导致薄膜的极化减弱。退火温度同时影响了薄膜的晶粒尺寸和薄膜中的载流子浓度，而这两种因素对铁电性能的影响是相反的。Bi4Ti3O12薄膜的铁电性能随退火温度的变化是两种因素共同作用的结果。     

多步旋涂CsPbBr3薄膜复光学常数的椭偏光谱研究

为了研究多步旋涂法制备的CsPbBr₃薄膜的光学常数,以溴化铅和溴化铯为原料,采用多步旋涂法在硅和FTO衬底上制得CsPbBr₃薄膜。利用光弹调制式椭偏光谱仪对硅衬底上的薄膜进行了椭偏光谱分析,使用Tanguy和Tauc-Lorentz 3组合模型对变角度的椭偏光谱进行参数拟合,得到了薄膜光学常数在1.00 eV～5.00 eV范围内的色散关系,并利用荧光发射光谱、吸收谱验证椭偏拟合结果。结果表明,多步旋涂法制备的CsPbBr₃薄膜的光学常数与其它方法相比具有一定的差异性,其中折射率可能与薄膜表面粗糙度呈负相关;椭偏拟合所得带隙为2.3 eV,验证了荧光光谱、吸收谱的计算结果。该研究为多步旋涂法制备的CsPbBr₃薄膜椭偏光谱拟合分析提供了参考。     

溶胶—凝胶法制备的PbTiO3薄膜的光学性质研究

采用溶胶－凝胶法在石英玻璃衬底上制备出均匀透明的无定形PbTiO3薄膜，并对其 光学性质进行了详细的研究，发现其折射率的波形符合经典的Cauchy函数。由半导体理论计算得到无定形的PbTiO3薄膜的光学禁带宽度为3．84eV.FTIR透射光 谱研究表明无定形PbTiO3薄膜在中红外波段没有吸收峰出现，对于在550℃下 快速热退火得到的PbTiO3薄膜，通过远红外反射光谱测量，观察到了6个约外活性声子膜。     

BiFeO3/Bi4Ti3O12多层铁电薄膜的性能研究

采用sol-gel法在FTO/玻璃底电极上制备了BiFeO3/Bi4Ti3O12多层薄膜。研究了室温下薄膜的结构,铁电和漏电流性质。结果表明,相对于纯的BiFeO3薄膜,BiFeO3/Bi4Ti3O12多层薄膜具有更低的漏电流,表现出较强的铁电性,在4.40×105V/cm的测试电场强度下,剩余极化强度为3.7×10–5C/cm2。在2.00×105V/cm的测试电场强度下,BiFeO3和BiFeO3/Bi4Ti3O12薄膜的漏电流密度分别为10–5和10–7A/cm2。     

Bi3．25La0．75Ti3O12超薄铁电薄膜的光学性质研究

采用化学溶液沉积法在Pt／Ti／SiO2／Si衬底上制备了厚度小于100nm的Bi3.25La0.75Ti3O12(BLT)铁电薄膜，测量了光子能量为2～4．5eV的紫外可见椭圆偏振光谱．根据经典的电介质光学色散关系和五相结构模型，拟合获得薄膜在透明区和吸收区的光学常数、表面粗糙度、薄膜与衬底界面层以及BLT薄膜的厚度．薄膜在透明区的折射率色散关系可以通过单电子Sellmeier模型成功地进行解释．最后，根据Tauc’s法则，得到Bi0.25La0.7Ti3O12薄膜的直接禁带宽度为3．96eV．     

InAs0.96Sb0.04红外薄膜的光学性质研究

采用水平滑移石墨舟液相外延生长技术在n型(100)InAs衬底上生长了InAs0.96Sb0.04薄膜.在1.5~5.5 eV光子能量范围采用紫外—可见光椭圆偏振光谱仪于室温下测试了其介电函数谱ε(E).基于电子带间跃迁和联合态密度理论,采用S.Adachi的MDF模型对ε(E)进行了拟合,并计算了各种临界点电子跃迁对ε(E)的贡献.结果表明:实验数据与模型吻合得非常好,E1和E1 Δ1跃迁发生在布里渊区(BZ)的Λ轴或L点,分别对应于M1型临界点Λ5v→Λ6c(或L4v.5→L6c)和Λ6v→Λc6(或L6v→L6c)跃迁;E2跃迁是由于M1型和M2型鞍点能量简并引起的,沿着BZ的Σ和Δ轴方向.     

PbZR0.5Ti0.5O3电子结构的理论研究

计算了铁电固溶体PbZr0.5Ti0.5O3的态密度、能带结构及（100）平面的电子密度图。通过对它的态密度和能带的分析，发现在PbZr0.5Ti0.5O3中钛原子的d电子与氧原子的P电子间存在强烈的轨道杂化，这种杂化对锆钛酸铅的铁电性有着重要的作用。和纯钛酸铅一样，铅原子对PbZr0.5Ti0.5O3的铁电性的存在也有重要作用。     

化学溶液分解法制备的Bi2Ti2O7薄膜的红外光学性质研究

采用化学溶液分解法在n-GaAs(100)衬底上制备了Bi2 Ti2 O7薄膜．利用红外椭圆偏振光谱仪测量了波长为：2.8-12.5μm范围内Bi2 Ti2 O7薄膜的椭偏光谱,采用Lorentz-Drude色散模型拟合获得Bi2 Ti2 O7薄膜的红外介电常数,并进一步计算得到折射率n、消光系数κ和吸收系数α,拟合计算得到Bi2 Ti2 O7薄膜的厚度为139．2nm.     

不同入射角PrBa2Cu3O6.3薄膜的红外和远红外反射谱

报道了入射角分别为７°、１２°、３０°的ｃ轴取向ＰｒＢａ２Ｃｕ３Ｏ６．３薄膜材料的红外和远红外反射谱．薄膜样品的基底是Ｙ－ＺｒＯ２．在入射角为１２°和７°的反射谱中观察到６个反射峰，分别位于１１０、１６８、２４０、３５０、５７０和６３５ｃｍ－１，它们分别对应于６个ａ－ｂ平面振动的Ｅｕ声子模．在入射角为３０°的反射谱中增加了位于４６５ｃｍ－１的峰，此峰是沿着ｃ轴振动的Ａ２ｕ模．比较３不同厚度薄膜样品的红外光谱，讨论了ＺｒＯ２衬底的反射对样品反射谱的影响     

Fabrication of Microcantilever Sensors Actuated by Piezoelectric Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 Thick Films and Determination of Their Electromechanical Characteristics

The integration and the device realization of Pb(Zr, Ti)O₃ (PZT) thick films on Si substrates are known to be extremely difficult because the processing temperature of the PZT thick film is close to the melting point of Si. However, PZT thick‐film devices on Si warrant attention as they are appropriate for biological transducers; they generate large actuating forces and have a relatively high sensitivity for mass detection, especially in liquids. In this study, Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃ thick‐film cantilever devices are successfully fabricated on a Pt/TiO₂/SiN_x/Si substrate using a screen‐printing method and microelectromechanical systems (MEMS) process. Elastic and electromechanical properties such as the Young's modulus and transverse piezoelectric coefficient are determined from microstructural and electrical analyses for further mechanical study. The calculated Young's modulus of the thick film, 53.9 ± 3.85 GPa, corresponds to the resonant frequency obtained from the measured harmonic oscillation response. The transverse piezoelectric constant, d₃₁, of –20.7 to –18.8 pC N^–1 is comparable to that of a dense thin film. These values promise the possibility of determining the resonance properties of a thick‐film cantilever by designing its structure and then simulating the harmonic oscillation response. Using the PZT thick‐film cantilever, a strong harmonic oscillation with a quality (Q) factor of about 23 is demonstrated in water. The observation of strong harmonic oscillation in liquid implies the feasibility of precise real‐time recognition of biomolecules using PZT thick‐film cantilevers.     

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.     

PrBa2Cu3O6.3和YBa2Cu3O6.3材料的红外声子谱的比较

报道了ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ６．３和ＰｒＢａ２Ｃｕ３Ｏ６．３多晶陶瓷ｃ抽取向薄膜中的红外光谱，在ＰｒＢａ２Ｃｕ３Ｏ６．３中以９个声子模，对应于５Ｅｕ＋４Ａ２ｕ振动。在ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ６．３材料中观察到１０个声子模，对应于６Ｅｕ＋４Ａ２ｕ振动，其中Ｐｒ的Ｅｕ和Ａ２ｕ模分别为位于１７０ｃｍ＾－１和１９８ｃｍ＾－１，Ｙ和Ｅｕ和Ａ２ｕ模分别位于１９１ｃｍ＾－１和２１７ｃｍ＾－１ＰｒＢａ２Ｃｕ３Ｏ６．３和ＹＢａ２