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Ge20Sb15Se65薄膜的热致光学特性变化研究

宗双飞 沈祥 徐铁峰 陈昱 王国祥 陈芬 李军 林常规 聂秋华

Ge20Sb15Se65薄膜的热致光学特性变化研究

宗双飞, 沈祥, 徐铁峰, 陈昱, 王国祥, 陈芬, 李军, 林常规, 聂秋华
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  • 采用磁控溅射法制备了Ge20Sb15Se65薄膜, 研究热处理温度(150—400 ℃)对薄膜光学特性的影响. 通过分光光度计、X射线衍射仪、显微拉曼光谱仪对热处理前后薄膜样品 的光学特性和微观结构进行了表征, 并根据Swanepoel方法以及Tauc公式分别计算了薄膜折射率色散曲线和光学带隙等参数. 结果表明当退火温度(Ta)小于薄膜的玻璃转化温度(Tg)时,薄膜的光学带隙(Egopt)随着退火温度的增加由1.845 eV上升至1.932 eV, 而折射率由2.61降至2.54; 当退火温度大于薄膜的玻璃转化温度时,薄膜的光学带隙随退火温度的增加由1.932 eV降至1.822 eV, 折射率则由2.54增至2.71. 最后利用Mott和Davis提出的非晶材料由非晶到晶态的结构转变模型对结果进行了解释, 并通过薄膜XRD和Raman光谱进一步验证了结构变化是薄膜热致变化的重要原因.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61205181,61008041)、宁波市新型光功能材料与器件创新团队(批准号:2009B21007)、宁波市自然基金(批准号:2011A610092)、浙江省大学生科技创新活动计划(批准号:2012R405052)、宁波大学胡岚博士基金和王宽诚幸福基金资助的课题.
    [1]

    Seddon A B 1995 Journal of Non-Crystalline Solids 184 44

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    Li Z B, Lin C G, Nie Q H, Xu T F, Dai S X 2012 Acta Phys. Sin. 61 104207 (in Chinese) [李卓斌, 林常规, 聂秋华, 徐铁峰, 戴世勋 2012 物理学报 61 104207]

    [4]

    Gai X, Han T, Prasad A, Madden S, Choi D-Y, Wang R, Bulla D, Luther-Davies B 2010 Opt. Express 18 26635

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    Zakery A, Elliott S R 2003 Journal of Non-Crystalline Solids 330 1

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    Lin C G, Li Z B, Tan H J, Ni W H, Li Y Y, Dai S X 2012 Acta Phys. Sin. 61 154212 (in Chinese) [林常规, 李卓斌, 覃海娇, 倪文豪, 李燕颖, 戴世勋 2012 物理学报 61 154212]

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    Abdel-Rahim M A, Moharram A H, Dongol M, Hafiz M M 1990 Journal of Physics and Chemistry of Solids 51 355

    [9]

    Shen X, Nie Q H, Xu T F, Dai S X, Wang X S, Wu L G 201 Acta Phys. Sin. 59 2045 (in Chinese) [沈祥, 聂秋华, 徐铁峰, 戴世勋, 王训四, 吴礼刚 2010 物理学报 59 2045]

    [10]

    Anderson T, Petit L, Carlie N, Choi J, Hu J, Agarwal A, Kimerling L, Richardson K, Richardson M 2008 Opt. Express 16 20081

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    Shaaban E R, Kaid M A, Moustafa E S, Adel A 2008 Journal of Physics D: Applied Physics 41 125301

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    Nazabal V, Charpentier F, Adam J-L, Nemec P, Lhermite H, Brandily-Anne M-L, Charrier J, Guin J-P, Moréac A 2011 International Journal of Applied Ceramic Technology 8 990

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    Swanepoel R 1985 J. Opt. Soc. Am. A 2 1339

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    Manifacier J C, Gasiot J, Fillard J P 1976 Journal of Physics E: Scientific Instruments 9 1002

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    Aly K A, Abousehly A M, Osman M A, Othman A A 2008 Physica B: Condensed Matter 403 1848

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    Farid A M, El-Zawawi I K, Ammar A H 2012 Vacuum 86 1255

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    Mott N F, Davis E A 1979 Electronic Processes in Non-Crystalline Materials

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    Hasegawa S, Kitagawa M 1978 Solid State Communications 27 855

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    Petit L, Carlie N, Richardson K, Guo Y, Schulte A, Campbell B, Ferreira B, Martin S 2005 Journal of Physics and Chemistry of Solids 66 1788

    [23]

    Jackson K, Briley A, Grossman S, Porezag D V, Pederson M R 1999 Phys. Rev. B 60 R14985

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    Němec P, Frumarová B, Frumar M 2000 Journal of Non-Crystalline Solids 270 137

    [25]

    Maeda K, Sakai T, Sakai K, Ikari T, Munzar M, Tonchev D, Kasap S, Lucovsky G 2007 Journal of Materials Science: Materials in Electronics 18 367

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出版历程
  • 收稿日期:  2012-08-08
  • 修回日期:  2013-01-06
  • 刊出日期:  2013-05-05

Ge20Sb15Se65薄膜的热致光学特性变化研究

  • 1. 宁波大学红外材料及器件实验室, 宁波 315211
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61205181,61008041)、宁波市新型光功能材料与器件创新团队(批准号:2009B21007)、宁波市自然基金(批准号:2011A610092)、浙江省大学生科技创新活动计划(批准号:2012R405052)、宁波大学胡岚博士基金和王宽诚幸福基金资助的课题.

摘要: 采用磁控溅射法制备了Ge20Sb15Se65薄膜, 研究热处理温度(150—400 ℃)对薄膜光学特性的影响. 通过分光光度计、X射线衍射仪、显微拉曼光谱仪对热处理前后薄膜样品 的光学特性和微观结构进行了表征, 并根据Swanepoel方法以及Tauc公式分别计算了薄膜折射率色散曲线和光学带隙等参数. 结果表明当退火温度(Ta)小于薄膜的玻璃转化温度(Tg)时,薄膜的光学带隙(Egopt)随着退火温度的增加由1.845 eV上升至1.932 eV, 而折射率由2.61降至2.54; 当退火温度大于薄膜的玻璃转化温度时,薄膜的光学带隙随退火温度的增加由1.932 eV降至1.822 eV, 折射率则由2.54增至2.71. 最后利用Mott和Davis提出的非晶材料由非晶到晶态的结构转变模型对结果进行了解释, 并通过薄膜XRD和Raman光谱进一步验证了结构变化是薄膜热致变化的重要原因.

English Abstract

参考文献 (25)

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