不同厚度硫化锌薄膜的中红外光学特性椭偏研究

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1、创新点：采用椭偏仪研究不同厚度的ZnS薄膜的中红外（3000nm~12500nm）光学特性。研究屮用Brendel色散模型拟合得到与测量数据吻合很好的结果。通过计算得出ZnS薄膜的光学常数随厚度变化的规律。不同厚度硫化锌薄膜的中红外光学特性椭偏研究王者I肖峻J马孜2（1•西南名族人学电气信息工程学院，成都610041：2.两南技术物理研究所，成都610041）摘要：为了研究ZnS薄膜随着厚度变化的屮红外光学特性，采用电子束蒸发法在K9玻璃衬底上分别制备了43nm、103nm.420nm>1082nm不同厚度

2、的硫化锌薄膜；用椭偏仪分析了薄膜的中红外光学特性，Brendel模型进行拟合，得到薄膜的光学常数和厚度；结果表明：Brendel模型拟合的数据与实验得到的数据吻合的很好；硫化锌薄膜在屮红外的消光系数非常小；折射率随着厚度的增加而减小。关键词：光学薄膜；光学常量；厚度；椭偏仪；ZnS薄膜中图分类号：0484.5文献标志码：AMid-infraredopticalpropertiesofZnSthinfilmswithdifferentthicknessellipticalpartialstudyWangZhe

3、1,XiaoJun1,MaZi2(1.CollegeofElectrical&Informa(ionEngineering.SouthwestUniversityforNationalities,Chengdu610041,China;2SouthwestInstitnteofTechnicalPhysics,Chengdu610041,China)Abstract:InordertostudyZnSmid-infraredopticalpropertiesofthinfilmswiththicknessv

4、ariation.UsingelectronbeamevaporationonK9glasssubstrateswereprepared43nm,103nm,420nm,1082nmdifferentthicknessofZnSfilms;Mid-infraredopticalpropertiesofZnSfilmswereanalyzedbySpectroscopicEllipometry,Brendelmodelwasobtainedbyfittingtheopticalconstantsandthic

5、knessofthefilm;Theresultsshowedthat:Brendelmodelfitthedatawiththeexperimentaldataobtainedagreewell;ZnSfilmsinthemid-infraredabsorptioncoefficientisverysmall;refractiveindexdecreasesafterthefirstincreaseswithincreasingthickness.

6、基金项Fl：西南名族大学研究生“创新型科研项FT'作渚■

7、简介：王者（1988—），男，硕士研究生，主要从书光学薄膜材料的研究，E-mail：wanziwangzhc@163.com。导师E-mail：junxiao@uestc.edu.cnKeywords:opticalfilm;opticalconstants;thickness;ellipsometer;ZnSfilms0引言硫化锌是一种重要的II-VI族化合物半导体材料，硫化锌具冇闪锌矿（立方晶系）和纤锌矿（六而体型）两种晶体结构山。也是-•种重要的红外透过材料，在中红外和远红外区域光学性能良好，ZnS具

8、有禁带能宽人（约3.77eV）、光传导性好、在可见光及红外范围的分散度低等优点⑵。而fl.由于其具冇从可见至长波红外至15um的宽透明区以及较高的折射率（2.2-2.35）而经常被用作反射镜、宽光谱增透膜和介质滤光片的膜层材料卩叫。椭偏测量具有原子层级的灵敏度，是目前测量材料光学常数精度最高的方法；同时，其对样品有非破坏性，可进行原位测量以及对被测对象与测试环境要求不高宀叫由于薄膜材料木身在沉积过程中的特性，薄膜的微结构和结品状态在不同沉积条件下会有变化，厚度方向的折射率会发生变化。因此，有必要研究不同厚度

9、的ZnS薄膜的光学特性。至今对ZnS薄膜的研究已不再少数，于大燕等研究了不同沉积温度下ZnS薄膜的光学特性⑷。黄红梁等研究了基片温度对电子束蒸发的ZnS薄膜的性能影响但采用椭偏仪研究厚度对ZnS薄膜的中红外光学特性的彩响却并不多见。作者在K9玻璃衬底上分别制备了4组不同厚度的ZnS薄膜，并用椭偏仪详细研究了它们的光学特性，结果表明，在镀膜过程小随着薄膜的沉积，薄膜的微结构有所变化，从而引起光学特性的变化。1实验与