采用真空镀膜工艺制备了具有762 nm和800 nm双缺陷模的含两个CdS缺陷层的TiO2/SiO2一维光子晶体,运用抽运探测技术测量了其双光子吸收。对于两个缺陷模,双光子吸收均得到很大的增强,其中缺陷模为800 nm时的双光子吸收系数307 cm/GW要大于缺陷模为762 nm时的116 cm/GW,分别为单层CdS薄膜的48倍和18倍。这种双光子吸收的增强是由于光局域化导致一维光子晶体缺陷层内的电场强度增大而形成的。通过传输矩阵法计算了一维光子晶体的内部场强,发现800 nm波长光入射时缺陷层内的电场强度要大于762 nm波长光入射时的电场强度值。

用真空镀膜方法制备了含有单个CdS缺陷层的具有不同周期和结构参量的TiO2/SiO2一维光子晶体。用抽运探测技术研究了CdS缺陷层的双光子吸收(TPA)现象。实验结果表明:一维光子晶体中CdS缺陷层的双光子吸收显著增强。不同周期和结构参量的一维光子晶体中CdS缺陷层的双光子吸收系数不同。双光子吸收的增强来源于由光局域化导致的缺陷层的电场强度的增加。缺陷层电场强度与一维光子晶体的结构有关,如周期,光子带隙的位置与宽度及缺陷模式等因素都会影响缺陷层电场强度。采用四分之一波长的高低折射率介质层和与入射波长匹配的缺陷模可以得到最大的缺陷层电场强度。

透明导电氧化物(TCO)薄膜In₂O₃∶Sn和SnO₂∶F都已经发展成熟,分别大规模应用于平板显示器和建筑两大领域.最近几年,TCO薄膜的研究又进入了一次复兴时期,研究和开发出几类具有明显特色的新型TCO薄膜.ZnO基TCO薄膜有替代In₂O₃∶Sn薄膜的趋势;多元TCO薄膜材料可以调整其性能来满足某些特殊应用的需求;具有高载流子迁移率的In₂O₃∶Mo薄膜为进一步提高TCO薄膜的性能打开了一条新路;真正的p型TCO薄膜为制造透明电子元器件迈出了第一步.

用反应蒸发法制备的掺钼氧化铟(In₂O₃:Mo,IMO)薄膜在可见光区域的平均透射率(含1.2 mm厚玻璃基底)超过80%,电阻率最低达1.7×10^-4 Ω^.cm.采用等离子振荡波长法、van-der-Pauw法和光谱拟合法等三种方法对IMO薄膜和ITO薄膜的载流子浓度进行了测量和比较,结果表明IMO薄膜的载流子浓度还不到ITO薄膜的三分之一.因此,IMO薄膜对可见光的吸收小,有很大的发展空间可以通过提高载流子浓度而进一步提高电导率,对近红外线也有较高的透射率,有利于拓展透明导电薄膜的应用领域.

首次引入复合效应对不同价态差的掺杂氧化物透明导电(TCO)薄膜的载流子浓度及其迁移率进行了分析。对于较高温度下制备的TCO薄膜，对载流子迁移率起主要作用的散射机制是带电离子散射和电中性复合粒子散射。带电离子散射迁移率与带电离子的有效电荷数大致呈反比关系，在载流子浓度相同的情况下，随着复合几率增大，价态差分别为3和4的TCO薄膜中的带电离子的平均有效电荷分别趋于1和2，因此带电离子散射迁移率也随之增大，分别趋于价态差为1和2的TCO薄膜的带电离子散射迁移率。而对于价态差为3的TCO薄膜，由于电中性复合粒子数量较少，对载流子的散射最弱，因此在复合几率较大的情况下，价态差为3的TCO薄膜有可能获得比价态差为1的TCO薄膜更高的载流子迁移率。

在实用的透明导电氧化物(TCO)薄膜中,载流子迁移率主要是受电子与掺杂离子之间散射的限制.如果掺杂离子与氧化物中被替代离子的化合价相差较大,每个掺杂离子可以提供较多的自由载流子,则使用较少的掺杂量就可以获得足够多的自由载流子,而且可以获得较高的载流子迁移率和减少薄膜对可见光的吸收,是提高TCO薄膜性能的一条捷径.采用反应蒸发法制备的掺钼氧化铟(In₂2O₃:Mo,简称IMO)薄膜中,Mo⁶⁺与In³⁺的化合价态相差3,远大于广泛研究和应用的TCO薄膜材料In₂O₃:Sn、SnO₂:F和ZnO:Al中的价态差.IMO薄膜的电阻率可以低至1.7×10^-4Ω·cm,对4 μm以上波长红外线的反射率和可见光区域的平均透射率(含1.2 mm厚玻璃基底)都高于80%;载流子迁移率高达80～130cm²V^-1s^-1,远超过其它掺杂TCO薄膜;但是自由载流子浓度只有2.5×10²⁰～3.5×10²⁰cm^-3,还有很大的发展空间可以进一步提高性能.