基于热蒸发方法的硫系薄膜制备与光学性能研究【毕业论文】

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1、本科毕业设计（20届）基于热蒸发方法的硫系薄膜制备与光学性能研究23摘　要【摘要】硫系薄膜是硫系玻璃材料光学器件向集成化、小型化发展的一个重要研究方向。本文介绍了硫系薄膜的发展历史、应用领域以及常见的制备方法，并选择热蒸发方法制备了Ge-Sb-Se组分的硫系薄膜。对所制得薄膜进行结构和性能测试，包括：薄膜的透过光谱（分光光度计），薄膜组分（xps），薄膜结构（拉曼光谱）和薄膜厚度（台阶仪）等。结果表明本文中所采用的热蒸发工艺制备的薄膜组分与靶材略有偏差，但是薄膜具有良好的物理结构和光学特性，在集成光学器件方面很高的应用潜力。【关键词】硫系玻璃；硫系

2、薄膜；热蒸发法；光学特性.23Abstract【ABSTRACT】Chalcogenidethinfilmsisanimportantresearchfieldofopticaldeviceswithintegrationandminiaturization.Thispaperintroducesthehistory,applicationfieldsandseveralfabricationmathodsofchalcogenidethinfilms,andthermalevaporationmethodischosentofabricateGe

3、-Sb-Sefilms.Thestructuresandpropertiesofthefilmsaretested,includingtransmissionspectra,Ramanspectra,componentandthicknessoffilms.Theresultsshowthatthecomponentofthefilmsissimilartothetargetglass,andthefilmshasexcellentphysicalstructureandopticalproperties,whichhasgreatpotentia

4、lforapplicationinintegratedopticaldevices.【KEYWORDS】Chalcogenideglass,Chalcogenidethinfilms,Thermalevaporation,Opticalproperties.23目　录摘　要IIAbstractIII目　录IV1绪论11.1硫系薄膜简介11.2硫系薄膜的性质21.2.1三阶非线性21.2.2光敏性31.2.3能量带隙51.3硫系薄膜的应用61.3.1存储61.3.2光学器件61.3.3太阳能电池72薄膜制备方法92.1薄膜制备的常见方法92.1.1磁

5、控溅射法（RF）92.1.2化学气相沉积法（CVD）102.1.3溶胶凝胶法（Sol-Gel）102.1.4脉冲激光沉积法（PLD）102.1.5热蒸发法（TE）112.1.6各种制备方法的优缺点比较122.2热蒸发法制备Ge-Sb-Se组分薄膜的步骤132.2.1靶材的制备132.2.2薄膜制备143Ge-Sb-Se薄膜性能测试与分析163.1组分分析163.2透过率163.3折射率183.4结构分析183.5薄膜厚度和表面粗糙度193.6讨论分析204总结21参考文献22致谢24231绪论1.1硫系薄膜简介硫系玻璃由元素周期表中第五族元素硫、硒

6、、碲或其与金属结合形成的玻璃态材料。该材料具有很好的红外透过性能、半导体导电性、对杂质的敏感性低等特点。是很好的光学与电学材料。采用纳米技术将硫系玻璃材料纳米化后，这种材料被赋予了既有别于体相材料又不同于单个分子的特殊性质。量子尺寸效应会影响物质的能隙变宽和能级。由于纳米粒子的表面效应使得硫化物纳米微粒表面构型和原子输送的变化，也会引发微粒表面电子能谱和自旋构象的变化，对其电学、光学以及非线性光学性质等具有重要的影响[1-5]。新材料在未来科学技术的发展中起着非常重要的作用，它将促使科学技术的迅速发展，尤其是光电子信息材料的研究发展更是举足轻重。新

7、材料的发展、应用，正影响着现在科学技术的发展方向。自80年代以后，科学技术的发展促使人们创造出超导、超硬、超纯等材料，这就意味着人们要不断地改进制备工艺，以满足新的应用要求并扩展材料的应用领域改进材料的方法之一就是在原材料的制备中使化学组成达到超细性、高均匀性、高纯性。电子技术的发展使以往需要大量元器件共同实现的功能，现在仅需少数几个器件或一块集成电路板即可完成。薄膜技术正是实现器件小型化和智能化的有效手段[2]。此外，薄膜技术作为一种制备方法可以将不同材料复合在一起，使其发挥各自的优势，避免单一材料的局限性。自上世纪70年代至今，薄膜技术的发展突

8、飞猛进，其理论研究和实际应用都取得了令人瞩目的成果。表面科学、薄膜材料‘薄膜技术的结合，不仅推动了薄膜产品的全方位开发与应