搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

铟锡氧化物薄膜表面等离子体损耗降低的研究

蔡昕旸 王新伟 张玉苹 王登魁 方铉 房丹 王晓华 魏志鹏

铟锡氧化物薄膜表面等离子体损耗降低的研究

蔡昕旸, 王新伟, 张玉苹, 王登魁, 方铉, 房丹, 王晓华, 魏志鹏
PDF
导出引用
导出核心图
  • 本文采用直流磁控溅射方法在普通浮法玻璃基底上制备了立方多晶铁锰矿结构的铟锡氧化物(indium tin oxide,ITO)薄膜,并对其进行了结晶性、表面粗糙度、紫外-可见吸收光谱、折射率、介电常数及霍尔效应的测试.研究了溅射时基底温度的改变对于ITO薄膜的光电、表面等离子体性质的影响.随着基底温度由100℃升高至500℃,其光学带隙(3.643.97 eV)展宽,减少了电子带间跃迁的概率,有效降低了ITO薄膜的光学损耗.与此同时,对应ITO薄膜的载流子浓度(4.110202.481021 cm-3)与迁移率(24.632.2 cm2V-1s-1)得到提高,电学损耗明显降低.
      通信作者: 王新伟, wxw4122@cust.edu.cn;fangdan19822011@163.com ; 房丹, wxw4122@cust.edu.cn;fangdan19822011@163.com
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61404009,61504012)、吉林省科技发展计划(批准号:20170520118JH)和长春理工大学创新基金(批准号:XJJLG-2016-11)资助的课题.
    [1]

    Zhang Y, Zhang B, Ye X, Yan Y Q, Huang L H, Jiang Z Y, Tan S Z, Cai X 2016 Mat. Sci. Eng.: C 59 577

    [2]

    Vaishnav V S, Patel S G, Panchal J N 2015 Sensor Actuat B: Chem. 206 381

    [3]

    Lee J, Jung B J, Lee J I, Chu H Y, Do L M, Shim H K 2002 J. Mater. Chem. 12 3494

    [4]

    Gwamuri J, Vora A, Mayandi J, Gney D, Bergstromb P L, Pearce J M 2016 Sol. Energ. Mat. Sol. C 149 250

    [5]

    Zhao S, Guo Y, Song S, Choi D, Hahm J 2012 Appl. Phys. Lett. 101 053117

    [6]

    Yasuhara R, Murai S, Fujita K, Tanaka K 2012 Phys. Status Solidi C 9 2533

    [7]

    Verma R K, Gupta B D 2010 J. Opt. Soc. Am. A 27 846

    [8]

    Wang X Y, Wang Y, Qin X, Yan X N, Zhang H F, He Y, Bai L H 2016 Laser Optoelectron. Prog. 53 052401 (in Chinese) [王晓艳, 王燕, 秦雪, 阎晓娜, 张惠芳, 何英, 白丽华 2016 激光与光电子学进展 53 052401]

    [9]

    Kamakura R, Fujita K, Murai S, Tanakaet K 2015 J. Phys.: Conf. Ser. 619 012056

    [10]

    Michelotti F, Dominici L, Descrovi E, Danz N, Menchini F 2009 Opt. Lett. 34 839

    [11]

    Li L, Hao H, Zhao H 2017 Mater. Res. Express 4 016402

    [12]

    Boltasseva A, Atwater H A 2011 Science 331 290

    [13]

    Kim H, Osofsky M, Prokes S M, Glembocki O J, Piqué A 2013 Appl. Phys. Lett. 102 171103

    [14]

    Yang Y, Miller O, Christensen T, Joannopoulos J D, Soljacicet M 2017 Nano Lett. 7 1

    [15]

    Bobb D A, Zhu G, Mayy M, Gavrilenko A V, Mead P, Gavrilenko V I, Noginov M A 2009 Appl. Phys. Lett. 95 151102

    [16]

    Noginov M A, Zhu G, Bahoura M, Adegoke J, Small C E 2006 Opt. Lett. 31 3022

    [17]

    Blaber M G, Arnold M D, Ford M J 2009 J. Phys.: Condens. Matter 21 144211

    [18]

    Kim H, Horwitz J S, Kushto G, Piqué A, Kafafi Z H, Gilmore C M, Chrisey D B 2000 J. Appl. Phys. 88 6021

    [19]

    West P R, Ishii S, Naik G V, Emani N K, Shalaev V M, Boltasseva A 2010 Laser Photon Rev. 4 795

    [20]

    Kim E, Lee B S, Bae J S, Kimb J P, Cho S J 2011 J. Ceram Process. Res. 12 699

    [21]

    Kim H, Gilmore C M, Piqué A, Horwitz J S, Mattoussi H, Murata H, Kafafi Z H, Chrisey D B 1999 J. Appl. Phys. 86 6451

    [22]

    Naik G V, Liu J, Kildishev A V, Shalaevab M V, Boltassevaa A 2012 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109 8834

    [23]

    Blažek D, Pištora J, Michael Č 2016 J. Nanosci. Nanotechnol. 16 7797

    [24]

    Peng S, Jiang J W, Li G, Zhang K X, Yang Y, Yao T T, Jin K W, Cao X, Xu G B, Wang Y 2016 J. Chin. Ceram. Soc. 44 987 (in Chinese) [彭寿, 蒋继文, 李刚, 张宽翔, 杨勇, 姚婷婷, 金克武, 曹欣, 徐根保, 王芸 2016 硅酸盐学报 44 987]

    [25]

    Cai X Y, Wang X W, Li R X, Wang D K, Fang X, Fang D, Zhang Y P, Sun X P, Wang X H, Wei Z P 2018 Laser Optoelectron. Prog. 55 051602 (in Chinese) [蔡昕旸, 王新伟, 李如雪, 王登魁, 方铉, 房丹, 张玉苹, 孙秀平, 王晓华, 魏志鹏 2018 激光与光电子学展 55 051602]

    [26]

    Kulkarni A K, Schulz K H, Lim T S, Khanet M 1999 Thin Solid Film 345 273

  • [1]

    Zhang Y, Zhang B, Ye X, Yan Y Q, Huang L H, Jiang Z Y, Tan S Z, Cai X 2016 Mat. Sci. Eng.: C 59 577

    [2]

    Vaishnav V S, Patel S G, Panchal J N 2015 Sensor Actuat B: Chem. 206 381

    [3]

    Lee J, Jung B J, Lee J I, Chu H Y, Do L M, Shim H K 2002 J. Mater. Chem. 12 3494

    [4]

    Gwamuri J, Vora A, Mayandi J, Gney D, Bergstromb P L, Pearce J M 2016 Sol. Energ. Mat. Sol. C 149 250

    [5]

    Zhao S, Guo Y, Song S, Choi D, Hahm J 2012 Appl. Phys. Lett. 101 053117

    [6]

    Yasuhara R, Murai S, Fujita K, Tanaka K 2012 Phys. Status Solidi C 9 2533

    [7]

    Verma R K, Gupta B D 2010 J. Opt. Soc. Am. A 27 846

    [8]

    Wang X Y, Wang Y, Qin X, Yan X N, Zhang H F, He Y, Bai L H 2016 Laser Optoelectron. Prog. 53 052401 (in Chinese) [王晓艳, 王燕, 秦雪, 阎晓娜, 张惠芳, 何英, 白丽华 2016 激光与光电子学进展 53 052401]

    [9]

    Kamakura R, Fujita K, Murai S, Tanakaet K 2015 J. Phys.: Conf. Ser. 619 012056

    [10]

    Michelotti F, Dominici L, Descrovi E, Danz N, Menchini F 2009 Opt. Lett. 34 839

    [11]

    Li L, Hao H, Zhao H 2017 Mater. Res. Express 4 016402

    [12]

    Boltasseva A, Atwater H A 2011 Science 331 290

    [13]

    Kim H, Osofsky M, Prokes S M, Glembocki O J, Piqué A 2013 Appl. Phys. Lett. 102 171103

    [14]

    Yang Y, Miller O, Christensen T, Joannopoulos J D, Soljacicet M 2017 Nano Lett. 7 1

    [15]

    Bobb D A, Zhu G, Mayy M, Gavrilenko A V, Mead P, Gavrilenko V I, Noginov M A 2009 Appl. Phys. Lett. 95 151102

    [16]

    Noginov M A, Zhu G, Bahoura M, Adegoke J, Small C E 2006 Opt. Lett. 31 3022

    [17]

    Blaber M G, Arnold M D, Ford M J 2009 J. Phys.: Condens. Matter 21 144211

    [18]

    Kim H, Horwitz J S, Kushto G, Piqué A, Kafafi Z H, Gilmore C M, Chrisey D B 2000 J. Appl. Phys. 88 6021

    [19]

    West P R, Ishii S, Naik G V, Emani N K, Shalaev V M, Boltasseva A 2010 Laser Photon Rev. 4 795

    [20]

    Kim E, Lee B S, Bae J S, Kimb J P, Cho S J 2011 J. Ceram Process. Res. 12 699

    [21]

    Kim H, Gilmore C M, Piqué A, Horwitz J S, Mattoussi H, Murata H, Kafafi Z H, Chrisey D B 1999 J. Appl. Phys. 86 6451

    [22]

    Naik G V, Liu J, Kildishev A V, Shalaevab M V, Boltassevaa A 2012 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109 8834

    [23]

    Blažek D, Pištora J, Michael Č 2016 J. Nanosci. Nanotechnol. 16 7797

    [24]

    Peng S, Jiang J W, Li G, Zhang K X, Yang Y, Yao T T, Jin K W, Cao X, Xu G B, Wang Y 2016 J. Chin. Ceram. Soc. 44 987 (in Chinese) [彭寿, 蒋继文, 李刚, 张宽翔, 杨勇, 姚婷婷, 金克武, 曹欣, 徐根保, 王芸 2016 硅酸盐学报 44 987]

    [25]

    Cai X Y, Wang X W, Li R X, Wang D K, Fang X, Fang D, Zhang Y P, Sun X P, Wang X H, Wei Z P 2018 Laser Optoelectron. Prog. 55 051602 (in Chinese) [蔡昕旸, 王新伟, 李如雪, 王登魁, 方铉, 房丹, 张玉苹, 孙秀平, 王晓华, 魏志鹏 2018 激光与光电子学展 55 051602]

    [26]

    Kulkarni A K, Schulz K H, Lim T S, Khanet M 1999 Thin Solid Film 345 273

  • [1] 蒋行, 周玉荣, 刘丰珍, 周玉琴. 后退火处理对铟锡氧化物表面等离激元共振特性的影响. 物理学报, 2018, 67(17): 177802. doi: 10.7498/aps.67.20180435
    [2] 王芳, 张龙, 马涛, 王旭, 刘玉芳, 马春旺. 一种低损耗的对称双楔形太赫兹混合表面等离子体波导. 物理学报, 2020, 69(7): 074205. doi: 10.7498/aps.69.20191666
    [3] 尚淑珍, 邵建达, 范正修. 低损耗193 nm增透膜. 物理学报, 2008, 57(3): 1946-1950. doi: 10.7498/aps.57.1946
    [4] 陈华, 汪力. 金属导线偶合THz表面等离子体波. 物理学报, 2009, 58(7): 4605-4609. doi: 10.7498/aps.58.4605
    [5] 高建霞, 宋国峰, 郭宝山, 甘巧强, 陈良惠. 表面等离子体调制的纳米孔径垂直腔面发射激光器. 物理学报, 2007, 56(10): 5827-5830. doi: 10.7498/aps.56.5827
    [6] 王玲玲, 周仁龙, 陈效双, 曾 勇, 张建标, 陈洪波, 王少伟, 陆 卫, 李宏建, 夏 辉. 金属光子晶体平板的超强透射及其表面等离子体共振. 物理学报, 2008, 57(6): 3506-3513. doi: 10.7498/aps.57.3506
    [7] 花 磊, 宋国峰, 郭宝山, 汪卫敏, 张 宇. 中红外下半导体掺杂调制的表面等离子体透射增强效应. 物理学报, 2008, 57(11): 7210-7215. doi: 10.7498/aps.57.7210
    [8] 胡海峰, 蔡利康, 白文理, 张晶, 王立娜, 宋国峰. 基于表面等离子体的太赫兹光束方向调控的模拟研究. 物理学报, 2011, 60(1): 014220. doi: 10.7498/aps.60.014220
    [9] 张利伟, 赵玉环, 王勤, 方恺, 李卫彬, 乔文涛. 各向异性特异材料波导中表面等离子体的共振性质. 物理学报, 2012, 61(6): 068401. doi: 10.7498/aps.61.068401
    [10] 刘亚青, 张玉萍, 张会云, 吕欢欢, 李彤彤, 任广军. 光抽运多层石墨烯太赫兹表面等离子体增益特性的研究. 物理学报, 2014, 63(7): 075201. doi: 10.7498/aps.63.075201
    [11] 黄茜, 曹丽冉, 孙建, 张晓丹, 耿卫东, 熊绍珍, 赵颖, 王京. 纳米Ag材料表面等离子体激元引起的表面增强拉曼散射光谱研究. 物理学报, 2009, 58(3): 1980-1986. doi: 10.7498/aps.58.1980
    [12] 李志全, 张明, 彭涛, 岳中, 顾而丹, 李文超. 基于导模共振效应提高石墨烯表面等离子体的局域特性. 物理学报, 2016, 65(10): 105201. doi: 10.7498/aps.65.105201
    [13] 李山, 钟明亮, 张礼杰, 熊祖洪, 张中月. 偏振方向及结构间耦合作用对空心方形银纳米结构表面等离子体共振的影响. 物理学报, 2011, 60(8): 087806. doi: 10.7498/aps.60.087806
    [14] 宋国峰, 张宇, 郭宝山, 汪卫敏. 表面等离子体调制单模面发射激光器的研究. 物理学报, 2009, 58(10): 7278-7281. doi: 10.7498/aps.58.7278
    [15] 程木田. 经典光场相干控制金属纳米线表面等离子体传输. 物理学报, 2011, 60(11): 117301. doi: 10.7498/aps.60.117301
    [16] 黄洪, 赵青, 焦蛟, 梁高峰, 黄小平. 深亚波长约束的表面等离子体纳米激光器研究. 物理学报, 2013, 62(13): 135201. doi: 10.7498/aps.62.135201
    [17] 熊志成, 朱丽霖, 刘诚, 高淑梅, 朱健强. 基于纳米天线的多通道高强度定向表面等离子体波激发. 物理学报, 2015, 64(24): 247301. doi: 10.7498/aps.64.247301
    [18] 乔文涛, 龚健, 张利伟, 王勤, 王国东, 廉书鹏, 陈鹏辉, 孟威威. 梳状波导结构中石墨烯表面等离子体的传播性质. 物理学报, 2015, 64(23): 237301. doi: 10.7498/aps.64.237301
    [19] 孙杰, 杨剑锋, 闫肃, 杨晶晶, 黄铭. 等离子体辅助平板波导的传输特性及应用研究. 物理学报, 2015, 64(7): 078402. doi: 10.7498/aps.64.078402
    [20] 李丹, 刘勇, 王怀兴, 肖龙胜, 凌福日, 姚建铨. 太赫兹波段石墨烯等离子体的增益特性. 物理学报, 2016, 65(1): 015201. doi: 10.7498/aps.65.015201
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  352
  • PDF下载量:  68
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2018-04-24
  • 修回日期:  2018-06-11
  • 刊出日期:  2018-09-20

铟锡氧化物薄膜表面等离子体损耗降低的研究

    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61404009,61504012)、吉林省科技发展计划(批准号:20170520118JH)和长春理工大学创新基金(批准号:XJJLG-2016-11)资助的课题.

摘要: 本文采用直流磁控溅射方法在普通浮法玻璃基底上制备了立方多晶铁锰矿结构的铟锡氧化物(indium tin oxide,ITO)薄膜,并对其进行了结晶性、表面粗糙度、紫外-可见吸收光谱、折射率、介电常数及霍尔效应的测试.研究了溅射时基底温度的改变对于ITO薄膜的光电、表面等离子体性质的影响.随着基底温度由100℃升高至500℃,其光学带隙(3.643.97 eV)展宽,减少了电子带间跃迁的概率,有效降低了ITO薄膜的光学损耗.与此同时,对应ITO薄膜的载流子浓度(4.110202.481021 cm-3)与迁移率(24.632.2 cm2V-1s-1)得到提高,电学损耗明显降低.

English Abstract

参考文献 (26)

目录

    /

    返回文章
    返回