研究目的
为了证明具有可调谐吸收边的宽带隙相变材料非常适合用于主动可见光子学。
研究成果
与Ge2Sb2Te5等传统相变材料相比，具有宽禁带和可调吸收边的Sb2S3在可见光光子学领域更具优势。其快速开关特性、大光学带隙及可调折射率使其在可见光频段可调谐光子学应用中表现多样。研究表明，凭借可编程性和灵活性，Sb2S3将催生创新光子器件。
研究不足
该研究聚焦于将Sb2S3作为可见光子学中的相变材料，但尚未测量Sb2S3的循环耐久性。结晶过程中相对较大的密度变化可能会对周围材料产生机械应力，这对于高循环寿命器件必须予以考虑。
1：实验设计与方法选择：
本研究利用相变材料Sb2S3的可调带隙特性，主动调控可见光波段的光子器件。方法是将Sb2S3与光学谐振腔耦合，观察其结构相变响应。
2：样品选择与数据来源：
通过射频溅射在衬底上沉积Sb2S3薄膜，采用椭圆偏振仪测量非晶态和晶态Sb2S3的光学特性。
3：实验设备与材料清单：
包括铝膜直流溅射系统、氮化硅和Sb2S3的射频溅射系统、椭圆偏振光谱仪（WVASE，J.A Woollam公司）以及用于开关测量的泵浦-探测纳秒激光系统。
4：实验步骤与操作流程：
制备过程包括沉积铝膜和Sb2S3薄膜，随后在573K下晶化。通过Tauc分析法测量光学带隙，通过激光和电学开关演示可逆相变。
5：数据分析方法：
光学常数采用洛伦兹和Tauc-洛伦兹振荡器模型拟合。反射光谱以铝镜为基准进行归一化，吸收峰最大波长通过高斯拟合获得。
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ellipsometry spectrometer
WVASE
J.A Woollam Co.
Measuring the optical constants of Sb2S3 in the amorphous and crystalline states.
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DC sputtering system
Depositing aluminium films on substrates.
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RF sputtering system
Depositing Si3N4 and Sb2S3 films.
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pump–probe nanosecond laser system
Switching measurements and inducing phase transitions in Sb2S3 films.
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