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1、第6’卷第’期"##;年’月物理学报R>?26’，X>2’，7.UJM，"##;!###<’"&#D"##;D6（’#’）D#&’"<#;)F/)AGWK8F)K8X8F)!"##;FM042AMY=2K>J2"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""金属纳米团簇复合薄膜!"#$%&’(与*+#$%&’())的,-.制备及其光吸收特征!!）!）!）"）!）"）王伟田杨光关东仪吴卫东陈正豪!（）中国科学院物理研究所光物理开放实验室，北京!###$#）"（）中国工程物理研究院激光聚
2、变研究中心，绵阳%"!&##）（"##’年%月!(日收到；"##’年&月$日收到修改稿）用脉冲激光沉积技术制备了掺杂纳米金属颗粒)*或+,的-./01’复合薄膜2用透射电子显微镜和3射线光电子能谱表征了金属颗粒的形态和化学态2’’#—$##45范围的吸收谱研究表明，掺)*颗粒的-./01’薄膜在6$#45附近有一个明显的共振吸收峰，而掺+,颗粒的-./01’薄膜没有这样的吸收峰2用70,散射理论对结果进行了分析2关键词：复合薄膜，金属颗粒，脉冲激光沉积，吸收谱,!//：($%6，$!!68-./01’）和掺+,的-./01（’+,D-./01’）复合薄膜，并!
3、9引言研究了复合薄膜在’’#—$##45范围的光吸收特征2［$］用70,散射理论对结果进行了分析讨论2金属纳米团簇复合薄膜是由纳米大小的金属颗粒镶嵌在介质载体中形成的一种复合材料2由于微"9样品的制备及表征细金属颗粒的表面等离子体共振和局域场增强效应，使得这种薄膜表现出奇异的线性和非线性光学ABC制膜的实验装置参见文献［&］2激光光源采［!，"］效应，从而成为一种颇有吸引力的光学功能材用E,F?准分子激光器产生的波长为’#$45的脉冲料2研究表明，不同性质的介质载体和金属颗粒会使激光，脉冲宽度为!(4=，脉冲重复频率为;GH2激光复合薄膜表现出不同的光学特征2
4、-./01是一种优束经石英透镜聚焦至靶材表面，能量密度为"IDJ5"’2良的铁电、介电材料，而且-./01’薄膜在可见光波靶材为-./01’陶瓷靶，并在表面贴有金属块（)*或［’］段有较好的透明性2目前，对于以-./01’为载体+,）2在制备过程中，由于靶的转动而分别沉积镶嵌贵金属或磁性金属颗粒的复合薄膜光学性质的-./01’和金属，从而使金属颗粒埋藏在-./01’载体研究尚少见报道2中形成复合薄膜2基片选用双面抛光的7@1（!##），高质量的光学薄膜依赖于薄膜的制备方法2长厚度为#96552单晶K0加热器使基片温度在沉积过期以来，人们发展了多种制膜技术和方法
5、，比如分子程中保持在%6#L2靶材与基片的距离为’6552［;］［6］［%，(］束外延（7-:）、溶胶<凝胶（=>?<@,?）、溅射等金属颗粒的大小形貌是在AM0?0N=F7"##<+:O等2而脉冲激光沉积（ABC）技术以其方法简单、沉积（P0,?Q<,50==0>4@*4）透射电子显微镜（/:7）上分析得速率高、容易控制化学组分比而越来越被科研人员出23射线光电子能谱（EAK）确定了金属颗粒的化学采用2激光熔蚀靶材表面而产生的高能粒子到达加状态，采用的分析设备是RO:KF)B.S<63射线光电热的衬底表面后能够产生表面平滑、附着性好的高子能谱仪2样品在’’#
6、—$##45范围的线性光吸收特密度薄膜，尤其适合制备特殊光学性质的薄膜2征是在KN,JTU.AU><6##0=N,JTU>NM>T>5,T,U（)JT>4本文用ABC方法，制备了掺)*的-./01（’)*DV,=,.UJMF>UN>U.T0>4）上测量得到2!中国工程物理研究院联合基金（批准号：!#"(%#’(）资助的课题2!期王伟田等：金属纳米团簇复合薄膜-.+&’#()!与/0+&’#()!的>IJ制备及其光吸收特征A!!E#(的原子比约为**",’FG，而在/0+&’#()!中/0+!"结果与讨论/0E&’E#(的原子比约为*2"8’FG5这里没有给出载
7、体介质的&’!B和#(7D的=>65#$%的分析结果表明，当金属块与&’#()!陶瓷靶的面积比为*+,时，在我们的实验条件下制备的-.+&’#()!和/0+&’#()!薄膜中金属颗粒的大小约为*1—*234，并且均匀分布于&’#()!介质载体中5图*给出-.+&’#()的#$%图像，其中黑色的点即为-.!的纳米颗粒，而背景即为&’#()载体5由图*可以!看出，除了圆形的金属颗粒外，大部分颗粒呈椭圆形并都在某一方向拉长，而以6()为载体时，金属颗7［*1］粒基本都呈圆形5因为在8219条件下，&’#()!在%:)上有很好的结晶性和平面内取向，金属颗粒周围介质的结
8、晶性会影响金属颗粒的形状，从而使-.+
