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硅基VO2纳米薄膜光致绝缘体—金属相变的THz时域频谱研究

胡明列 柴路 王清月 王昌雷 田震 邢岐荣 谷建强 刘丰

硅基VO2纳米薄膜光致绝缘体—金属相变的THz时域频谱研究

胡明列, 柴路, 王清月, 王昌雷, 田震, 邢岐荣, 谷建强, 刘丰
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  • 利用THz时域频谱技术(THz-TDS)研究了硅基二氧化钒(VO2)纳米薄膜的光致绝缘体—金属相变特性.在连续光激发下前后,观察到了非常明显的THz透过率变化,并通过薄膜近似计算出了THz波段金属态VO2薄膜的电导率.根据实验结果建立了金属态VO2薄膜的等效Drude模型,得到了复电导率,复电容率以及复折射率等相关的基本参数,并通过基于时域有限积分法模拟了THz波穿透硅基金属态VO2薄膜的过程,验证了所建立的模型的正确
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号:2007CB310408), 天津市科技支撑项目专项基金(批准号:8ZCKFZC28000), 高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:200800560026), 天津大学"985"工程和应用基础及前沿技术研究计划(批准号:08JCZDJC17500)资助的课题.
    [1]

    Morin F 1959 Phys. Rev. Lett. 3 34

    [2]

    Zylbersztejn A, Mott N F 1975 Phys. Rev. B 11 4383

    [3]

    Muraoka Y, Yamauchi T, Ueda Y, Hiroi Z 2002 J. Phys.: Condens. Matter 14 757

    [4]

    Arcangeletti E, Baldassarre L, Castro D D, Lupi S, Malavasi L, Marini C, Perucchi A, Postorino P 2007 Phys. Rev. Lett. 98 196406

    [5]

    Stefanovich G, Pergament A, Stefanovich D 2000 J. Phys.: Condens. Matter 12 8837

    [6]

    Ben-Messaoud T, Landry G, Gariépy J P, Ramamoorthy B, Ashrit P V, Haché A 2008 Opt. Commun. 281 6024

    [7]

    Manning T, Parkin I, Clark R, Sheel D, Pemble M, Vernadou D 2002 J. Mater. Chem. 12 2936

    [8]

    Bugayev A A, Gupta M C 2003 Opt. Lett. 28 1463

    [9]

    Rini M, Hao Z, Schoenlein R W, Giannetti C, Parmigiani F, Fourmaux S, Kieffer J C, Fujimori A, Onoda M, Wall S, Cavalleri A 2008 Appl. Phys. Lett. 92 181904

    [10]

    Chen S H, Ma H, Yi X J, Xiong T, Wang H C, Ke C J 2004 Sens. Actuators, A: Phys 115 28

    [11]

    Wang L X, Li J P, He X L, Gao X G 2006 Acta Phys. Sin. 55 2851(in Chinese) [王利霞、李建平、何秀丽、高晓光 2006 物理学报 55 2851]

    [12]

    Zhang H, Liu Y S, Liu W H, Wang B Y, Wei L 2007 Acta Phys. Sin. 56 7255 (in Chinese) [张 辉、刘应书、刘文海、王宝义、魏 龙 2007 物理学报 56 7255]

    [13]

    Nihei Y, Sasakawa Y, Okimura K 2008 Thin Solid Films 516 3572

    [14]

    Kim H K, You H, Chiarello R P, Chang H L M, Zhang T J, Lam D J 1993 Phys. Rev. B 47 12900

    [15]

    Lysenko S, Rua A J, Vikhnin V, Jimenez J, Fernandez F, Liu H 2006 Appl. Surf. Sci. 252 5512

    [16]

    Saitzek S, Guinneton F, Guirleo G, Sauques L, Aguir K, Gavarri J 2008 Thin Solid Films 516 891

    [17]

    Nakajima M, Takubo N, Hiroi Z, Ueda Y, Suemoto T 2008 Appl. Phys. Lett. 92 011907

    [18]

    Borek M, Qian F, Nagabushnam V, Singh R K 1993 Appl. Phys. Lett. 63 3288

    [19]

    Kim D H, Kwok H S 1994 Appl. Phys. Lett. 65 3188

    [20]

    Wang H C, Yi X J, Li Y 2005 Opt. Commun.256 305

    [21]

    Yang Y F, Long H, Yang G, Zheng Q G, Li Y H, Lu P X 2009 Acta Phys. Sin. 58 2785(in Chinese) [杨义发、龙华、杨 光、郑启光、李玉华、陆培祥 2009 物理学报 58 2785]

    [22]

    Deng J X, Zhang X K, Yao Q, Wang X Y, Chen G H, He D Y 2009 Chin. Phys. B 18 4013

    [23]

    Yan J F, Wang T, Wang J W, Zhang Z Y, Zhao W 2009 Chin. Phys. B 18 320

    [24]

    Nuss M C, Goossen K W, Gordon J, Mankiewich P M, O'Malley M L, Bhushan M 1991 J. Appl. Phys. 70 2238

  • [1]

    Morin F 1959 Phys. Rev. Lett. 3 34

    [2]

    Zylbersztejn A, Mott N F 1975 Phys. Rev. B 11 4383

    [3]

    Muraoka Y, Yamauchi T, Ueda Y, Hiroi Z 2002 J. Phys.: Condens. Matter 14 757

    [4]

    Arcangeletti E, Baldassarre L, Castro D D, Lupi S, Malavasi L, Marini C, Perucchi A, Postorino P 2007 Phys. Rev. Lett. 98 196406

    [5]

    Stefanovich G, Pergament A, Stefanovich D 2000 J. Phys.: Condens. Matter 12 8837

    [6]

    Ben-Messaoud T, Landry G, Gariépy J P, Ramamoorthy B, Ashrit P V, Haché A 2008 Opt. Commun. 281 6024

    [7]

    Manning T, Parkin I, Clark R, Sheel D, Pemble M, Vernadou D 2002 J. Mater. Chem. 12 2936

    [8]

    Bugayev A A, Gupta M C 2003 Opt. Lett. 28 1463

    [9]

    Rini M, Hao Z, Schoenlein R W, Giannetti C, Parmigiani F, Fourmaux S, Kieffer J C, Fujimori A, Onoda M, Wall S, Cavalleri A 2008 Appl. Phys. Lett. 92 181904

    [10]

    Chen S H, Ma H, Yi X J, Xiong T, Wang H C, Ke C J 2004 Sens. Actuators, A: Phys 115 28

    [11]

    Wang L X, Li J P, He X L, Gao X G 2006 Acta Phys. Sin. 55 2851(in Chinese) [王利霞、李建平、何秀丽、高晓光 2006 物理学报 55 2851]

    [12]

    Zhang H, Liu Y S, Liu W H, Wang B Y, Wei L 2007 Acta Phys. Sin. 56 7255 (in Chinese) [张 辉、刘应书、刘文海、王宝义、魏 龙 2007 物理学报 56 7255]

    [13]

    Nihei Y, Sasakawa Y, Okimura K 2008 Thin Solid Films 516 3572

    [14]

    Kim H K, You H, Chiarello R P, Chang H L M, Zhang T J, Lam D J 1993 Phys. Rev. B 47 12900

    [15]

    Lysenko S, Rua A J, Vikhnin V, Jimenez J, Fernandez F, Liu H 2006 Appl. Surf. Sci. 252 5512

    [16]

    Saitzek S, Guinneton F, Guirleo G, Sauques L, Aguir K, Gavarri J 2008 Thin Solid Films 516 891

    [17]

    Nakajima M, Takubo N, Hiroi Z, Ueda Y, Suemoto T 2008 Appl. Phys. Lett. 92 011907

    [18]

    Borek M, Qian F, Nagabushnam V, Singh R K 1993 Appl. Phys. Lett. 63 3288

    [19]

    Kim D H, Kwok H S 1994 Appl. Phys. Lett. 65 3188

    [20]

    Wang H C, Yi X J, Li Y 2005 Opt. Commun.256 305

    [21]

    Yang Y F, Long H, Yang G, Zheng Q G, Li Y H, Lu P X 2009 Acta Phys. Sin. 58 2785(in Chinese) [杨义发、龙华、杨 光、郑启光、李玉华、陆培祥 2009 物理学报 58 2785]

    [22]

    Deng J X, Zhang X K, Yao Q, Wang X Y, Chen G H, He D Y 2009 Chin. Phys. B 18 4013

    [23]

    Yan J F, Wang T, Wang J W, Zhang Z Y, Zhao W 2009 Chin. Phys. B 18 320

    [24]

    Nuss M C, Goossen K W, Gordon J, Mankiewich P M, O'Malley M L, Bhushan M 1991 J. Appl. Phys. 70 2238

  • [1] 孙肖宁, 曲兆明, 王庆国, 袁扬, 刘尚合. 电场诱导二氧化钒绝缘-金属相变的研究进展. 物理学报, 2019, 68(10): 107201. doi: 10.7498/aps.68.20190136
    [2] 熊瑛, 文岐业, 田伟, 毛淇, 陈智, 杨青慧, 荆玉兰. 硅基二氧化钒相变薄膜电学特性研究. 物理学报, 2015, 64(1): 017102. doi: 10.7498/aps.64.017102
    [3] 王利霞, 李建平, 何秀丽, 高晓光. 二氧化钒薄膜的低温制备及其性能研究. 物理学报, 2006, 55(6): 2846-2851. doi: 10.7498/aps.55.2846
    [4] 王泽霖, 张振华, 赵喆, 邵瑞文, 隋曼龄. 电触发二氧化钒纳米线发生金属-绝缘体转变的机理. 物理学报, 2018, 67(17): 177201. doi: 10.7498/aps.67.20180835
    [5] 鲁思龙, 吴先良, 任信钢, 梅诣偲, 沈晶, 黄志祥. 色散周期结构的辅助场时域有限差分法分析. 物理学报, 2012, 61(19): 194701. doi: 10.7498/aps.61.194701
    [6] 顾艳妮, 吴小山. 氧空穴导致二氧化钒低温相带隙变窄. 物理学报, 2017, 66(16): 163102. doi: 10.7498/aps.66.163102
    [7] 罗明海, 徐马记, 黄其伟, 李派, 何云斌. VO2金属-绝缘体相变机理的研究进展. 物理学报, 2016, 65(4): 047201. doi: 10.7498/aps.65.047201
    [8] 陈长虹, 黄德修, 朱 鹏. α-SiN:H薄膜的光学声子与VO2基Mott相变场效应晶体管的红外吸收特性. 物理学报, 2007, 56(9): 5221-5226. doi: 10.7498/aps.56.5221
    [9] 牟媛, 吴振森, 张耿, 高艳卿, 阳志强. 基于Kramers-Kronig关系建立金属太赫兹色散模型. 物理学报, 2017, 66(12): 120202. doi: 10.7498/aps.66.120202
    [10] 李斌成, 高卫东, 韩艳玲, 刘显明. 离子注入硅片快速退火后的红外椭偏光谱研究. 物理学报, 2010, 59(3): 1632-1637. doi: 10.7498/aps.59.1632
    [11] 陈长虹, 易新建, 熊笔锋. 基于VO2薄膜非致冷红外探测器光电响应研究. 物理学报, 2001, 50(3): 450-452. doi: 10.7498/aps.50.450
    [12] 陈旭生, 李九生. 缺陷组合嵌入VO2薄膜结构的可调太赫兹吸收器. 物理学报, 2020, 69(2): 027801. doi: 10.7498/aps.69.20191511
    [13] 邱东鸿, 文岐业, 杨青慧, 陈智, 荆玉兰, 张怀武. 金属Pt薄膜上二氧化钒的制备及其电致相变性能研究. 物理学报, 2013, 62(21): 217201. doi: 10.7498/aps.62.217201
    [14] 卢豫曾, 郑耀宗. 二氧化硅生长新的动力学模型. 物理学报, 1985, 34(4): 447-454. doi: 10.7498/aps.34.447
    [15] Urisu Tsuneo, 王长顺, 潘 煦. 同步辐射光激励的二氧化硅薄膜刻蚀研究. 物理学报, 2006, 55(11): 6163-6167. doi: 10.7498/aps.55.6163
    [16] 徐国亮, 吕文静, 刘玉芳, 朱遵略, 张现周, 孙金锋. 外电场作用下二氧化硅分子的光激发特性研究. 物理学报, 2009, 58(5): 3058-3063. doi: 10.7498/aps.58.3058
    [17] 崔永锋, 袁志好. 表面修饰的二氧化钛纳米材料的结构相变和光吸收性质. 物理学报, 2006, 55(10): 5172-5177. doi: 10.7498/aps.55.5172
    [18] 付东, 王学敏, 刘建岷. 超临界二氧化碳和模型共聚物的相平衡和成核性质研究. 物理学报, 2009, 58(5): 3022-3027. doi: 10.7498/aps.58.3022
    [19] 孙丹丹, 陈智, 文岐业, 邱东鸿, 赖伟恩, 董凯, 赵碧辉, 张怀武. 二氧化钒薄膜低温制备及其太赫兹调制特性研究. 物理学报, 2013, 62(1): 017202. doi: 10.7498/aps.62.017202
    [20] 程巳阳, 徐亮, 高闽光, 金岭, 李胜, 冯书香, 刘建国, 刘文清. 直射太阳光红外吸收光谱技术遥测大气中二氧化碳柱浓度. 物理学报, 2013, 62(12): 124206. doi: 10.7498/aps.62.124206
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-01-07
  • 修回日期:  2010-01-25
  • 刊出日期:  2010-11-15

硅基VO2纳米薄膜光致绝缘体—金属相变的THz时域频谱研究

  • 1. (1)天津大学精密仪器与光电子工程学院,超快激光研究室,天津 300072; (2)天津大学精密仪器与光电子工程学院,超快激光研究室,天津 300072;天津大学精密仪器与光电子工程学院,THz中心,天津 300072
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号:2007CB310408), 天津市科技支撑项目专项基金(批准号:8ZCKFZC28000), 高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:200800560026), 天津大学"985"工程和应用基础及前沿技术研究计划(批准号:08JCZDJC17500)资助的课题.

摘要: 利用THz时域频谱技术(THz-TDS)研究了硅基二氧化钒(VO2)纳米薄膜的光致绝缘体—金属相变特性.在连续光激发下前后,观察到了非常明显的THz透过率变化,并通过薄膜近似计算出了THz波段金属态VO2薄膜的电导率.根据实验结果建立了金属态VO2薄膜的等效Drude模型,得到了复电导率,复电容率以及复折射率等相关的基本参数,并通过基于时域有限积分法模拟了THz波穿透硅基金属态VO2薄膜的过程,验证了所建立的模型的正确

English Abstract

参考文献 (24)

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