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采用双考夫曼离子束源装置制备高质量无应力(001)氮化铝薄膜
摘要： 我们提出并展示了一种(001)择优取向无应力氮化铝压电薄膜的制备方法。采用双考夫曼离子束源装置，在最高330°C的衬底温度下通过反应溅射技术沉积氮化铝薄膜。我们在Si(100)、Si(111)、非晶SiO2以及(001)择优取向Ti薄膜上分别沉积了氮化铝，并比较了它们的晶体学、光学和压电性能。沉积在(001)择优取向Ti薄膜上的氮化铝具有最高的晶体质量。这种无应力氮化铝的压电系数d33达到(7.33±0.08)pC·N?1的高值。如此低温制备的氮化铝薄膜特性适用于众多微机电系统、压电传感器及与互补金属氧化物半导体信号处理电路单片集成的执行器。
关键词： 椭圆偏振法、氮化铝薄膜、光学特性、d33压电系数、考夫曼离子束源、离子束溅射沉积、(001)择优取向、X射线衍射
更新于2025-09-23 15:23:52
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测定微小光椭圆率的新椭偏法
摘要： 相干光偏振态的控制始终是激光物理与工程领域的重要课题之一。我们提出了一种精确的椭圆偏振测量法，用于研究小椭圆率相干光。建议选用能对选定椭圆率范围提供最大测量精度的相位延迟补偿器。该方法可避免考虑相干光多次内反射的干涉效应，且随着补偿器相位延迟的减小，测量精度会提高。利用给定椭圆率的光源，我们测得了3.5×10??至5.0×10?3范围内的光椭圆率。当椭圆率处于8.0×10??至5.0×10?3范围时，其相对测量误差不超过0.02。
关键词： 偏振、椭圆偏振法、相干性
更新于2025-09-23 15:23:52
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PECVD氟聚合物纳米薄膜的稳定性与降解
摘要： 含氟聚合物薄膜常用于微加工领域，并在各类应用中制备疏水性和低介电常数介质层。随着功能涂层可靠性成为工业界日益紧迫的问题，有必要确定这类重要薄膜的物理稳定性和降解特性。为此，本研究针对含氟聚合物薄膜在使用过程中可能经历的各种环境条件，开展了其老化特性的研究。特别地，采用八氟环丁烷（c-C4F8）作为前驱体气体、通过等离子体增强化学气相沉积（PECVD）法制备的碳氟薄膜，分别经受了磨粒磨损、高温、紫外线辐射，以及氧等离子体和SF6等离子体的作用——后者常与这些薄膜配合用于离子刻蚀工艺。结果表明：亚微米级厚度的含氟聚合物薄膜在纳米划痕测试中表现出显著的弹性恢复能力，从而有效减轻了磨损影响；该薄膜在空气中暴露于365纳米紫外光时保持稳定，但在254纳米紫外光下会出现显著厚度减薄；当温度升至175°C时未发生材料损耗，但超过此温度则会导致损耗；同时测量了其在氧等离子体和SF6等离子体环境中的刻蚀速率。
关键词： 八氟环丁烷，等离子体沉积，原子力显微镜，磨损，椭圆偏振法
更新于2025-09-23 15:23:52
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对准碳纳米管的椭圆偏振分析用于设计催化支撑系统
摘要： 垂直排列的碳纳米管（CNT）地毯与无机半导体结合，在实际应用中展现出良好前景，尤其在光催化领域。若这些器件投入生产，将需要快速且无损的表征方法。椭圆偏振法作为工业在线监测工具被广泛应用，因此本研究探讨了椭圆偏振法用于表征CNT地毯的适用性。结果表明，椭圆偏振评估能提供纳米管密度和光学特性的信息；然而在椭圆偏振建模过程中无法考虑单个纳米管（直径、壁数）的特性。为克服这些局限，本文还提出了数值模拟方法。
关键词： 椭圆偏振法，各向异性材料，碳纳米管合成
更新于2025-09-23 15:22:29
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采用洛伦兹模型比较铝掺杂氧化锌薄膜的光学与电学特性
摘要： 本研究中，采用离子束共溅射法在室温下对锌(Zn)和铝(Al)金属靶材进行不同掺杂量(0至13原子%)的氧化锌(ZnO)薄膜掺铝处理。掺铝氧化锌(AZO)薄膜在紫外和近红外波段的透过率较低。通过双洛伦兹振荡器光谱椭偏仪分析各薄膜的两个低透过率区域，成功获取了其电学与光学特性。最佳AZO薄膜以1.5原子%的铝掺杂量和0.12毫托的氧分压沉积，其电阻率最低(7.8×10?? Ω·cm)，且在可见光区域具有>80%的高透过率。椭偏仪测得的自由载流子浓度与迁移率与霍尔效应测量结果存在差异，该现象源于本研究所用AZO薄膜约20纳米的小晶粒尺寸导致的晶界散射效应。
关键词： 椭圆偏振法、晶界散射、霍尔效应、洛伦兹振荡器、掺铝氧化锌、氧化锌
更新于2025-09-23 15:22:29
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凝聚态中铈的光学性质与电子特性
摘要： 本文报道了液态与固态薄膜金属铈光学性质的研究结果。采用贝蒂椭偏法在0.42-2.6微米波长范围内测定了室温下的光学常数?；谑挡庹凵渎屎臀障凳?，计算了光电导率σ、反射率R及特征损耗函数Im ε–1的光谱。通过红外波段实验测量，确定了液态铈及其多晶薄膜的电子特性及其与电导率的关联。
关键词： 光学性质、铈、稀土金属、传导电子特性、椭圆偏振法
更新于2025-09-23 15:21:21
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[IEEE 2019光子学与电磁学研究春季研讨会（PIERS-Spring） - 意大利罗马（2019年6月17日-2019年6月20日）] 2019光子学与电磁学研究春季研讨会（PIERS-Spring） - 利用LED光度测量和椭圆偏振技术监测水生环境的可能性
摘要： 本文开发了用于水体作业诊断的新型信息工具，包括检测其运行过程中的负面过程。这些工具基于大数据方法，采用多通道光学传感器等仪器手段，从而确保诊断结果的高效性与可靠性。该系统由LED分光光度计和LED光谱椭偏仪、信息接口、光谱图像识别算法集、光谱标准数据库、解决分光光度法与光谱椭偏法逆问题的算法，以及光谱图像识别学习算法组成。本文开发的信息建模工具技术具有对空间水体的自适应功能，能基于零星现场测量实现水质诊断。
关键词： 光谱椭偏仪、分光光度计、椭圆偏振法、LED光度测量、水环境监测
更新于2025-09-19 17:13:59
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Cd1-XZnXTe/GaAs(001)外延薄膜在远红外至近红外-紫外波段的偏振相关反射率与透射率
摘要： 报道了一项全面的实验与理论研究结果，重点阐述了二元化合物GaAs、ZnTe、CdTe及三元合金Cd1-xZnxTe（CZT）在两个能量区域的光学特性：（i）远红外（FIR）波段；（ii）近红外（NIR）至紫外（UV）波段。采用高分辨率傅里叶变换红外光谱仪评估了全组分范围（1.0≥x≥0）内GaAs、ZnTe、CdTe及CZT合金的FIR响应特性。通过建立精确的模型介电函数专门提取二元材料的光学常数，并将模拟介电函数与现有FTIR光谱及椭偏仪数据进行对比，在FIR→NIR→UV能量范围内进行细致评估。这些成果被有效应用于超薄CZT/GaAs（001）外延薄膜的偏振相关反射率R(λ)和透射率T(λ)光谱分析。通过反射率研究对CZT薄膜厚度进行的合理精确评估，为表征任何具有技术重要性的半导体外延纳米结构材料提供了可靠依据。
关键词： 介电函数、傅里叶变换红外光谱、透射率、反射率、椭圆偏振法、外延层
更新于2025-09-16 10:30:52
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二维等离子体生物传感平台：激光刺激下的细胞活性检测
摘要： 将生物传感器与纳米科学相结合具有诸多优势，如无需标记、实时检测、高灵敏度、体积小巧、检测限低以及可与其他系统集成等。这正是等离子体技术在药物检测、食品安全、农业、光热治疗等领域获得广泛应用的原因。本文采用软光刻技术制备了二维等离子体光栅生物传感器，克服了传统等离子体结构（如制备成本高昂、缺乏柔性和难以大规模生产）的缺陷。同时，我们利用基于光热机制的红外神经刺激来调控膜去极化，该方法具有非接触式操作和高时空分辨率的特点。最终，我们在二维等离子体结构上培养了Hep G2细胞和间充质干细胞两种不同类型细胞，并研究了其在红外神经刺激下的膜去极化现象。制备柔性等离子体晶体后，我们分析了细胞培养前后（有无近红外免疫区~1450 nm刺激）的反射光谱及相应椭圆偏振参数。通过比较HEP G2细胞和间充质干细胞的椭圆偏振测量结果，发现这两种细胞对红外刺激的反应模式相同，并使我们能够区分不同刺激频率下的膜去极化水平。实验验证了该集成系统在膜去极化检测方面的优势，为未来神经等离子体技术的应用开辟了新途径。
关键词： 红外神经刺激、膜去极化、椭圆偏振法、软光刻技术、等离子体生物传感器
更新于2025-09-11 14:15:04
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真空退火与氧等离子体处理的钼青铜椭圆偏振法研究及其热光系数与电子极化率系数的测量
摘要： 在本研究中，我们采用手动椭圆偏振法测量了真空蒸镀MoO3薄膜及不同浓度（x）的ZxMoO3（Z=H+，Li+）青铜薄膜在298-453K温度范围内经不同温度退火处理后（有无氧等离子体环境）的光学常数（n,k）。同时测定了相同温度范围内MoO3薄膜及其青铜体的质量密度、热光系数（TOCs）、电子极化率系数（EPCs）以及密度温度依赖系数。研究发现：MoO3薄膜在453K退火36小时后，其密度和孔隙率较室温数据变化不超过6.4%和15%；对于青铜样品，当H0.203MoO3、Li0.076MoO3和Li0.133MoO3在氧等离子体中经不同时间453K退火后，其质量密度总体增幅和孔隙率降幅分别不超过4%和11%；而H0.211MoO3与Li0.27MoO3样品在相同条件下退火时，密度降幅和孔隙率增幅分别不超过3.4%和6%。这些变化主要源于H2O的析出导致氧扩散，在氧化物青铜层中形成浅层和深层局域态。HxMoO3（x=0.203）和LixMoO3（x=0.076,0.133）样品在453K退火（有无氧等离子体）不同时间后，其TOCs从0.10×10^-4 K^-1增至13.5×10^-4 K^-1，EPCs从0.13×10^-27 cm3 K^-1增至3.2×10^-27 cm3 K^-1；而MoO3薄膜的TOCs和密度温度依赖系数则分别从-1.2×10^-4 K^-1降至-8.86×10^-4 K^-1、从-1.86×10^-4 g cm^-3 K^-1降至-15.13×10^-4 g cm^-3 K^-1。对于H0.211MoO3和Li0.27MoO3在氧等离子体中453K退火不同时间的情况，TOC总体降幅为-0.3×10^-4 K^-1至-4.62×10^-4 K^-1，密度温度依赖系数降幅为-0.45×10^-4 g cm^-3 K^-1至-8.9×10^-4 g cm^-3 K^-1，这些变化源于线性热膨胀效应。
关键词： 椭圆偏振法、热光系数、电子极化率系数、三氧化钼薄膜、钼青铜
更新于2025-09-11 14:15:04