研究目的
通过控制金相几何结构研究自组装BaTiO3-Au混合薄膜的可调光学特性。
研究成果
该研究通过改变薄膜厚度调控金相几何结构,成功证明了BaTiO3-Au混合纳米结构光学性能的可调谐性。这种方法为设计具有定制特性的新型光学元件提供了有前景的平台,适用于集成光子器件。
研究不足
该研究的局限性在于控制金相几何结构的精度有限,以及薄膜中可能影响光学性能的缺陷问题。未来的工作可以探索更广泛的材料组合,并实现对纳米结构几何形状更精确的控制。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用一步脉冲激光沉积(PLD)技术制备具有不同厚度的自组装BaTiO3-Au垂直排列纳米复合薄膜。
2:样品选择与数据来源:
在SrTiO3(001)衬底上生长了厚度为70 nm至3 nm的BaTiO3-Au薄膜。
3:实验设备与材料清单:
使用KrF准分子激光器(Lambda Physik Compex Pro 205,λ=248 nm)进行PLD沉积。微结构表征通过XRD、STEM-HAADF、EDS和SAED完成。光学性能采用紫外-可见-近红外分光光度计和椭圆偏振仪测量。
4:实验流程与操作步骤:
薄膜在600°C高真空条件下沉积,通过调节激光脉冲次数控制厚度。沉积后样品在真空环境中冷却。
5:数据分析方法:
通过光学光谱分析确定局域表面等离子体共振(LSPR)和双曲色散特性。利用椭圆偏振数据拟合推导介电常数和折射率。
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X-ray diffractometer
Panalytical X’Pert
Panalytical
Characterization of crystallinity and microstructure of the films.
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TEM
FEI Talos F200X
FEI
Microstructure characterization including STEM-HAADF and EDS for chemical mapping.
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HRSTEM
FEI Titan
FEI
High-resolution STEM imaging.
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UV-vis-NIR spectrophotometer
Perkin Elmer Lambda 1050
Perkin Elmer
Measurement of optical transmittance (T%) and reflectance (R%) spectra.
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Spectroscopic ellipsometer
J.A. Woollam RC2
J.A. Woollam
Measurement of ellipsometric psi (Ψ) and delta (Δ) data.
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AFM
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Bruker
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KrF excimer laser
Lambda Physik Compex Pro 205
Lambda Physik
Used for pulsed laser deposition (PLD) technique to fabricate thin films.
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