研究目的
开发材料平台，通过低温退火工艺，在商用氧化铟锡（ITO）薄膜中实现等离激元近零折射率波长λENZ从1280纳米至2900纳米的连续调控，并利用ENZ材料的特性开展实际应用。
研究成果
该研究展示了ITO薄膜光学特性的连续可调性，量化了光学参数，并为优化等离子体和非线性应用的关键区域提供了线索。退火工艺不仅能调节系统的直流电学特性，还能使其交流响应符合德鲁德模型。
研究不足
该研究受限于提高载流子浓度(ne)与迁移率之间的权衡——虽然这能最大化直流电导率，但可能牺牲载流子迁移率。此外，还讨论了ITO在金属态和介质态下光学损耗的影响，这些损耗会对其等离激元特性、电场增强效应及随之产生的非线性折射率变化产生不利影响。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用低温退火方案调控ITO薄膜的光学特性。通过电学、光谱及光学测量，建立了自由电子密度可调性的物理基础。
2：样品选择与数据来源：
使用方阻为8-12Ω/□和70-100Ω/□的商业ITO镀膜玻璃。样品在Carbolite CWF 1300箱式炉中于空气环境下进行不同温度和时长的退火处理。
3：实验设备与材料清单：
包括粉末衍射仪（Empyrean，PANalytical）、布鲁克Multimode 8原子力显微镜（AFM）、珀金埃尔默Lambda 900分光光度计、吉时利2400源表、Lakeshore 336温度控制器及Scienta Omicron X射线光电子能谱仪。
4：实验流程与操作步骤：
在常压或真空环境下对薄膜进行不同温度和时长的退火处理，测量并分析反射光谱、介电特性及等离子体响应。
5：数据分析方法：
开发定制MATLAB程序实现传输矩阵法（TMM），通过菲涅尔方程提取拟合介电特性。
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获取完整内容-
Empyrean
PANalytical
PANalytical
Structural information via x-ray diffraction (XRD)
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Bruker Multimode 8
Atomic Force Microscope (AFM)
Bruker
Determine the thickness of the films and characterize their surface morphology
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Perkin Elmer Lambda 900
spectrophotometer
Perkin Elmer
Measure near-IR reflectance spectra
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Keithley 2400
source meter
Keithley
Measure DC resistivity and IV characteristics in a four-probe configuration
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Lakeshore 336
temperature controller
Lakeshore
Measure temperature dependence of sample resistance
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Scienta Omicron
XPS
Scienta Omicron
Measure X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)
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