1 华东师范大学 物理与电子科学学院，材料科学系，纳光电集成与先进装备教育部工程研究中心，上海市极化材料多功能磁光光谱技术服务平台，上海 200241
2 山西大学 极端光学协同创新中心，山西 太原 030006
3 复旦大学 上海智能电子与系统研究院，上海 200433
在不同氧分压下，用脉冲激光沉积法在c-蓝宝石衬底上制备了高质量β-Ga2O3-δ薄膜。通过X-射线衍射、远红外反射光谱、X-射线光电子能谱和紫外-可见-近红外透射光谱系统地研究了β-Ga2O3-δ薄膜的晶格结构、化学计量比和光学性质。X-射线衍射分析表明，所有沉积的薄膜以（-201）晶向方向生长。透射光谱显示薄膜在255 nm以上的紫外-可见-近红外波段具有80%以上的高透明度，同时在255 nm附近有一个陡峭的吸收边。此外，利用Tauc-Lorentz（TL）色散函数模型和Tauc公式，我们提取了β-Ga2O3-δ薄膜的光学常数和光学直接带隙。更进一步，我们通过理论计算解释了氧气分压对β-Ga2O3-δ薄膜光学性质的影响。
氧化镓 脉冲激光沉积 氧分压 光学性质 β-Ga2O3 pulsed laser deposition oxygen partial pressure optical properties
1 华东师范大学 物理与电子科学学院，材料科学系，纳光电集成与先进装备教育部工程研究中心，上海市极化材料多功能磁光光谱技术服务平台，上海 200241
2 复旦大学 上海智能电子与系统研究院，上海 200433
报导了在c-Al2O3衬底上用脉冲激光沉积法制备MoS2薄膜，并测试了其不同温度下的光响应。通过拉曼散射光谱和X射线衍射光谱证明了所制备的二硫化钼为纯2H相。通过X光电子能谱证明了所制备的二硫化钼硫钼原子比为1.92：1，在Mo元素的3d核心能级谱中存在红移和蓝移，说明薄膜中存在氧化和硫缺陷。此外，通过拉曼和光致发光分布图，证明了薄膜具有良好的均一性。在不同层数的二硫化钼样品中，单层二硫化钼样品具有最强的光响应，达到3 mAW-1。单层二硫化钼的变温光响应实验表明，在室温附近，温度升高会提高二硫化钼的光响应强度和响应时间。
二硫化钼 脉冲激光沉积 光致发光 光响应 molybdenum disulfide pulsed laser deposition photoluminescence photoresponse
1 华东师范大学 电子工程系 极化材料与器件教育部重点实验室,上海 200241
2 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室,上海 200083
3 温州医科大学 信息与工程学院生物医学工程学系, 浙江 温州 325035
采用溶胶-凝胶技术在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了不同镧掺杂浓度BiGaO3(LxBGO, 0≤x≤0.1)薄膜.X-射线衍射(XRD)表明该属于正交晶系的多晶薄膜, 原子力显微镜(AFM)图像显示样品表面具有很好的平整性.采用椭圆偏振技术对其光学性质进行了详细的研究, 发现其光学常数符合Adachi色散模型.进一步发现其禁带宽度随着镧掺杂浓度的增加而增加, 该规律与理论预言相吻合.有关LxBGO材料的研究为铋基光电器件如紫外探测器的实现提供物理基础支持.
椭圆偏振光谱 光学性质 光学常数 光学禁带宽度 BiGaO3 BiGaO3 spectroscopic ellipsometry optical properties optical constants optical band gap
1 华东师范大学 极化材料与器件教育部重点实验室, 上海 200241
2 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室, 上海 200083
3 中国科学院上海硅酸盐研究所 人工晶体工程中心, 上海 200050
4 温州医科大学 生物医学工程学系, 浙江 温州 325035
通过温度依赖的透射和反射光谱研究了在准同型相界附近的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.3PbTiO3 (PMN-0.3PT)单晶光学性质.这种禁带宽度随温度范围不同变化规律不同现象, 揭示了PMN-PT单晶温度依赖的复杂相结构.禁带宽度Eg在303 K是3.25 eV, 临界点Ea是3.93 eV, 临界点Eb是4.65 eV, 它们随着温度的上升而下降, 在453 K禁带宽度Eg是3.05 eV, 临界点Ea是3.57 eV, 临界点Eb是4.56 eV.这三个跃迁能量Eg、Ea、Eb分别对应从O 2p到Ti d、Ni d、Pb 6p轨道跃迁.它们随温度上升而下降的变化规律可以用晶格热膨胀和电子声子相互作用理论来解释.通过Tauc-Lorentz色散模型拟合得到了303 K到453 K温度范围的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.3PbTiO3单晶光学常数及其随温度的变化规律, 发现折射率n随着温度的升高而升高.
铁电单晶 透射光谱 反射光谱 禁带宽度 光学常数 ferroelectric single crystal transmittance and reflectance spectra opitcal band gap optical constant
1 华东师范大学 极化材料与器件教育部重点实验室 上海200241
2 上海太阳能电池研究与发展中心 上海201201
3 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室，上海200083
薄膜太阳能电池在不同偏压下的量子效率(QE)会呈现非常不一样的结果.对不同波长范围内偏压量子效率的分析可以研究薄膜太阳能电池窗口层区域杂质补偿情况、主结势垒高低、背势垒高度等，还可以得出耗尽区宽度以及少子扩散长度等重要参数.通过实验测量与理论分析，给出了薄膜太阳能电池耗尽区宽度(W)和少子扩散长度(Ln)与偏压量子效率的关系，提出了一种新的拟合耗尽区宽度(W)和少子扩散长度(Ln)的方法，探讨了偏压量子效率测试在薄膜太阳能电池特性分析中的应用.
偏压量子效率 薄膜太阳能电池 耗尽区宽度 少子扩散长度 voltage dependent quantum efficiency thin film solar cells depletion width minority carrier diffusion length
1 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室，上海200083
2 齐齐哈尔大学 通信与电子工程学院，黑龙江 齐齐哈尔161006
3 华东师范大学 极化材料与器件教育部重点实验室，上海20024
采用溶胶-凝胶和旋涂抽滤方法，在硅微通道(Si-MCP)衬底的内壁上涂敷前驱物，然后分别在600 ℃， 650 ℃，700 ℃和750 ℃条件下制备Bi3.15Nd0.85Ti3O12/Si-MCP 微纳薄膜阵列，并对其结构及铁电特性进行表征.研究结果显示，退火温度越高，Si-MCP内被局域化的微纳薄膜结晶颗粒尺寸越大，同时BNT/Si-MCP微纳薄膜阵列越趋向沿c 轴取向，尤其在750 ℃ 下制备的薄膜具有表面形貌均匀和c轴取向程度高等优点，且剩余极化强度可达93.8 μC/cm2.
铁电薄膜 微纳薄膜阵列 硅微通道板 钕掺杂太酸铋 ferroelectric films micro-nano film arrays Si MCP BNT
1 华东师范大学极化材料与器件教育部重点实验室, 上海 200241
2 华东师范大学电子工程系, 上海 200241
采用脉冲激光沉积法(PLD)在不同Si(100)衬底温度下制备了La0.5Sr0.5CoO3(LSCO)导电金属氧化物薄膜.X射线衍射(XRD)分析表明,随着衬底温度升高LSCO薄膜的结晶质量增加,在650℃和700℃下制备的薄膜是具有单一钙钛矿结构的多晶薄膜.通过椭圆偏振光谱仪测量了400～1100nm波长范围内该导电金属氧化物薄膜的光学性质,采用双Lorentz振子色散关系及三相结构模型(Air/LSCO/Si)拟合获得了薄膜的光学常数.结果表明,薄膜的折射率随着衬底温度的升高而减小,然而在可见-近红外波长范围内消光系数随着衬底温度的升高而增大.这主要与薄膜的晶化质量和导电性能有密切的关系.
脉冲激光沉积法 La0.5Sr0.5CoO3薄膜 椭偏光谱 光学常数 pulsed laser deposition La0.5Sr0.5CoO3 films spectroscopic ellipsometry optical constant
中国科学院上海技术物理研究所,红外物理国家重点实验室,上海,200083
采用磁控溅射方法在石英玻璃上制备了PbZrxTi1-xO3(PZT)(x=0.52)非晶薄膜,并测量了200～1100nm的紫外-可见-近红外透射光谱.基于薄膜的结构和多层结构的透射关系,发展了仅有6个拟合参数的光学常数计算模型.利用该模型,可以同时获得薄膜在宽波段范围内的光学常数和厚度,得到折射率的最大值为2.68,消光系数的最大值为0.562,拟合薄膜厚度为318.1nm.根据Tauc′s法则,得到PZT非晶薄膜的直接禁带宽度为3.75eV.最后,利用单电子振荡模型成功地解释了薄膜的折射率色散关系。
非晶薄膜 折射率 禁带宽度 PbZrxTi1-xO3 PbZrxTi1-xO3 amorphous thin films the refractive index the band gap
1 华东师范大学纳米功能材料与器件应用研究中心,上海,200062
2 中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室,上海,200083
3 中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点?笛槭?上海,200083
采用射频磁控溅射和组合靶在260℃的(111)Si上制备了不同Ni、La含量比的La-Ni-O薄膜.通过拟合2～12.5μm波长范围的反射和透射光谱,得出了薄膜在此区间的折射率和消光系数.薄膜的折射率随波长的增长均呈现单调增大的变化趋势,并且随组分的变化,此趋势没有大的变化.而消光系数的色散却对薄膜的组分具有很大的依赖性.实验结果同时表明,在La含量较高时,薄膜为无定型结构,并且具有较大的电阻率.当Ni、La含量比大于l:1.44后,薄膜具有(100)择优取向的赝立方钙钛矿结构，同时具有金属导电性.薄膜的晶面间距、电导率、折射率和消光系数随着Ni含量的增加具有相似的变化规律.并在Ni:La=1:1时,晶面间距和电阻率达到最小值,对所有实验现象,文中从LaNiO3薄膜的导电机理出发给出了理论分析,并取得了比较一致的结果.
LaNiO3薄膜 光学特性 导电性 晶格常数 LaNiO3 films optical properties electric conductivity lattice constant
中国科学院上海技术物理研究所,红外物理国家重点实验室,上海,200083
采用化学溶液分解法在n-GaAs(100)衬底上制备了Bi2Ti2O7薄膜.利用红外椭圆偏振光谱仪测量了波长为2.8～12.5μm范围内Bi2Ti2O7薄膜的椭偏光谱,采用Lorentz-Drude色散模型拟合获得Bi2Ti2O7薄膜的红外介电常数,并进一步计算得到折射率n、消光系数k和吸收系数α,拟合计算得到Bi2Ti2O7薄膜的厚度为139.2nm.
化学溶液分解法 Bi2Ti2O7薄膜 椭偏光谱 红外光学性质 chemical solution decomposition technique Bi2Ti2O7 thin fi infrared spectroscopic ellipsometry infrared optical properties
