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InN薄膜的制备及三阶非线性光学性质研究

王金颖  
【摘要】:利用磁控溅射技术在蓝宝石(Al2O3)衬底上制备了InN薄膜。纯金属铟为靶材,溅射气体为Ar,反应气体为N2。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计等设备研究了溅射气压、反应气体流量和退火等因素对生长InN薄膜的结构、表面形貌、吸收特性及光学带隙的影响。实验主要得出以下结果:(1)改变溅射气压实验条件的结果表明,制备的InN薄膜的晶体取向从(002)取向过渡到(101)取向;晶体形貌从球形颗粒向长条状的形貌转变;当溅射压强为1.0 Pa时,光学带隙为最小。(2)改变氮气流量比率实验条件的结果表明,制备的InN薄膜的晶体取向从(101)取向过渡为(002)择优取向;晶体形貌从球形和长条形共存的形貌向球形的形貌过渡;随着氮气流量比率的增加,发现InN薄膜的光学带隙变大。(3)纯N2制备的InN薄膜样品,随退火温度的升高,光学带隙值降低,结晶质量变好。(4)利用开孔和闭孔透射Z扫描实验,测试了光子能量大于薄膜带隙的纳秒脉冲激光作用下InN薄膜的非线性光学特性。计算了InN薄膜的非线性系数,表明制备的InN薄膜具有强烈的饱和吸收特性,表现为自聚焦特性。


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