基于相变存储材料的光学功能研究

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1、中国科学院上海光学精密机耐沂究所IlllUlIIlllIIIllllllllIIIll硕士学位论文Y2431鳆92013年5月20日ByJinchengLinADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofEngineeringShanghaiInstituteofOpticsandFineMechanics，ChineseAcademyofSciencesMay,2013独创性声明本人声明所呈

2、的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国科学院上海光学精密机械研究所或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究工作所做的任何贡献，均已在论文中做了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名；一』娃金．鱼。签字日期：ool多年‘月7日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国科学院上海光学精密机械研究所有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文件，允许论文被查阅和借阅。本人授权中国科学

3、院上海光学精密机械研究所可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：裤佥签字日期：函l多年6月7日学位论文作者毕业去向：工作单位：通信地址：签字日期：≯哆年参月7Et电子邮件地址：电话：邮编：中国科学院上海光学精密机械研究所硕士研究生毕业论文／2013年基于相变存储材料的光学功能研究林金成导师：王阳研究员摘要相变存储材料由于其相变速度快、非晶态和晶态之间光学性质差异大、可逆循环性与热稳定性好等优点，使其不仅成功应用于可擦重写光存储中，在光通信和集成光学上也具有潜

4、在应用价值。但目前对于相变存储材料的光学功能应用主要基于其光学常数的调制，对相变存储材料的其他特性及其应用，仍有待进一步探索。本论文的目的在于研究相变材料的一些新的光学特性(如近场调制特性，偏振特性，激光诱导各向异性和荧光特性等)，并基于此发展新的光学功能(如超分辨光存储、多阶光存储等)，以期应用到光存储中提高器件的容量或密度，此外这些特性对于开发相变材料新的应用(如逻辑器件等)也具有积极意义。研究内容和结果简述如下：采用二维FDTD和近场一远场转换方法分析了Ag纳米颗粒掺杂Ge2Sb2Te5记录点的近场和远场光分布特性，并与传统的Ag仉散射型Super-RENS作了比较。研究结

5、果表明该结构具有与金属氧化物型Super-RENS相当的超分辨能力，并可以有效简化膜层结构，且有望获得更高的读出稳定性，可应用于超分辨纳米光存储。利用椭圆偏振光谱数据分析了经不同功率激光初始化后的sil5sb85薄膜和经不同温度退火处理后的Ge2Sb2Te5薄膜的反射偏振特性。在理论分析部分，区别于文献中的方法，采用P分量和S分量合成反射的椭圆偏振光，从而把其适用范围推广到偏振转动角和椭圆率较大的相变存储材料。提出了利用相变材料实现多阶存储的偏振读出方案，实验证实了其可行性。研究结果对于利用晶化度调制相基于相变存储材料的光学功能研究／林金成变材料的反射偏振特性实现多阶光存储具有重

6、要的参考价值。研究了皮秒脉冲激光(波长532nm，脉宽30ps，重复频率10Hz)作用下Ge2Sb2Te5薄膜的激光诱导二向色性，发现其二向色性的取向与皮秒激光的偏振方向有关，分析表明其偏振敏感二向色性可能来源于各向异性晶化和激光诱导薄膜熔化．凝固后形成的表面微结构的取向排布。研究结果有助于加深理解相变材料的激光诱导晶化机制，其激光偏振调制的二向色性有望应用于多阶光存储中。研究了Ni2+掺杂Ge2Sb2Te5薄膜的荧光特性，研究表明，随着退火温度或激光初始化功率的提高(即晶化度的提高)，晶体场增强，荧光发光强度不断提高。不同晶化度下Ni2+掺杂Ge2Sb2Te5表现出的可调控的荧

7、光特性，不仅从侧面佐证了材料的原子配位结构，而且可以提供一种实现多阶存储的新方式。关键词：相变存储材料，超分辨光存储，偏振读出，多阶光存储，激光诱导二向色性TheopticalfunctionsbasedonphasechangememorymaterialsJinchengLinDirectedby：ProfDr．YangWangAbstractphasechangememorymaterialsnotonlyhavebeensuccessfullyusedintheerasa