研究目的
本研究旨在通过溶胶-凝胶旋涂法在玻璃基底上制备高质量纯相及掺银硫化镉纳米晶薄膜，并探究银掺杂对硫化镉纳米晶薄膜物理特性和三阶非线性光学性能的影响。此外，基于所研究的特性，该研究还旨在评估所制薄膜在光电子学和非线性光学应用中的适用性。
研究成果
综上所述，本研究探究了纯CdS与掺银CdS纳米晶薄膜的结构、振动、形貌以及线性和非线性光学特性。X射线衍射分析证实了所制备薄膜的纳米晶结构，估算其晶粒尺寸约为19-58纳米。拉曼光谱显示生长薄膜的纵向光学声子振动峰相对于块体CdS发生偏移，证实了纳米颗粒的形成。扫描电镜和原子力显微镜图像表明沉积薄膜中形成了均匀分布的球形纳米颗粒，表面相对光滑，但发现随着银浓度增加薄膜粗糙度上升。光学研究表明纯CdS薄膜在可见光区域的透射率约为77%，且随银浓度增加而降低。经测算生长薄膜的带隙值范围为2.50电子伏特至2.31电子伏特，高银浓度掺杂时观察到带隙值减小现象。在可见光区域，0.02 M和0.03 M银浓度的薄膜线性折射率呈现增长。研究还计算了v(3)和n2等非线性光学参数，发现0.02 M和0.03 M银掺杂薄膜在2.02电子伏特光子能量处的非线性光学常数有所提升。结果表明通过向CdS二元体系中引入银元素可便捷调控薄膜特性，且所得非线性光学常数值表明该薄膜非常适用于非线性光学器件应用。
研究不足
该研究未明确提及局限性，但潜在的优化方向可能包括控制银掺杂浓度以进一步增强非线性光学性能，以及研究其他掺杂元素以比较它们对硫化镉纳米晶薄膜性能的影响。
1：实验设计与方法选择：
采用分析纯醋酸镉和硫脲分别作为镉源和硫源，制备了纯CdS及掺银CdS纳米晶薄膜。实验所用化学品购自Sigma Aldrich。首先分别配制1 M醋酸镉和1 M硫脲的2-甲氧基乙醇溶液，在室温下各搅拌1小时。随后按1:1体积比混合溶液并继续搅拌10分钟。使用新鲜配制的溶液通过旋涂法在超声清洗的玻璃基底上制备薄膜，每次旋涂转速3000 rpm持续30秒，共重复十次。每次旋涂后样品在100°C加热以去除残留溶剂。通过不同摩尔浓度的醋酸银溶液进行离子交换实现银原子掺杂，分别配制0.01 M、0.02 M和0.03 M的醋酸银水溶液，将CdS薄膜浸入20秒后于400°C退火以去除水分和有机残留物。采用Alpha Step系统测得薄膜厚度约200 nm（所有样品厚度基本一致，具体数值见表I）。后续章节将讨论样品的多技术表征。
2：01 M、02 M和03 M的醋酸银水溶液，将CdS薄膜浸入20秒后于400°C退火以去除水分和有机残留物。采用Alpha Step系统测得薄膜厚度约200 nm（所有样品厚度基本一致，具体数值见表I）。后续章节将讨论样品的多技术表征。
样品选择与数据来源：
2. 样品选择与数据来源：采用日本岛津X-600型X射线衍射仪（Cu-Kα辐射，35 kV/30 mA）记录薄膜衍射谱，扫描步长0.02°/s，角度范围5°-70°，通过粉末XRD分析完成。使用赛默飞DXR傅里叶变换拉曼光谱仪（配备显微镜，光栅范围5-3500 cm?1，激光功率2 mW，532 nm滤光片）测量300 K下掺银纳米晶薄膜的拉曼光谱（150-1500 cm?1范围），分辨率5.1-8.3 cm?1，孔径固定为50 μm。采用日本JSM 6360 LA扫描电子显微镜进行表面形貌分析，NT-MDT原子力显微镜非接触模式测定晶粒尺寸与粗糙度。使用JASCO V-570紫外-可见-近红外分光光度计记录200-2500 nm范围的透射率、吸光度与反射率光谱。
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