基于鈦酸鍶鋇等鐵電材料的太赫茲波調(diào)制特性研究.pdf

1、太赫茲調(diào)制器是太赫茲科學(xué)應(yīng)用技術(shù)中的一個(gè)重要器件，而其中對(duì)太赫茲可控材料的研究是太赫茲調(diào)制器的基礎(chǔ)。本文主要致力于鈦酸鍶鋇等鐵電材料在太赫茲波段的光調(diào)制研究以及基于鈦酸鍶鋇薄膜的太赫茲波電控超材料的設(shè)計(jì)。本文主要內(nèi)容歸納如下：
　　1.介紹了鐵電材料基本性質(zhì)，光鐵電效應(yīng)及其介電響應(yīng)模型。介紹了基于0.4Ba0.6Sr0.4TiO3-0.6La(Mg0.5Ti0.5)O3（BST-LMT）陶瓷材料光調(diào)制的實(shí)驗(yàn)裝置，獲得BST-LMT

2、復(fù)介電常數(shù)和復(fù)折射率的過(guò)程。BST-LMT的制備，及其透射頻譜、透射率、介電常數(shù)、吸收系數(shù)等介電特性在不同功率的綠光照射下的變化情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著綠光功率的增加，BST-LMT陶瓷材料的介電常數(shù)實(shí)部和虛部、吸收系數(shù)等特性均出現(xiàn)了不同程度的減小，同時(shí)BST-LMT陶瓷材料的透射率相應(yīng)的增加。最后分析了BST-LMT的X射線光電子能譜，其結(jié)果表明BST-LMT中同時(shí)存在三價(jià)與四價(jià)的鈦元素，二者能級(jí)差為0.93eV。而實(shí)驗(yàn)所用綠光波長(zhǎng)5

3、32nm,光子能量2.33eV。由此我們推測(cè)在BST-LMT內(nèi)部三價(jià)鈦與四價(jià)鈦元素之間由電子轉(zhuǎn)移而形成的空間電場(chǎng)是引起B(yǎng)ST-LMT在太赫茲波段折射率變化的原因。
　　2.分析了在鉭酸鉀，鈦酸鍶和摻鐵鈦酸鍶晶體中的太赫茲波段的光調(diào)制研究結(jié)果。在這三種鐵電晶體中，外加光場(chǎng)對(duì)其在太赫茲波段的介電特性產(chǎn)生的影響與BST-LMT陶瓷類似。對(duì)于不同功率的綠光，鉭酸鉀，鈦酸鍶和摻鐵鈦酸鍶晶體的介電常數(shù)實(shí)部均隨綠光功率增加而明顯減小，介電常數(shù)虛

4、部隨綠光功率略有變化。在這五種晶體中的光調(diào)制過(guò)程與BST-LMT陶瓷材料的光調(diào)制類似，只是各個(gè)材料中起作用的離子不同。
　　3.總結(jié)了太赫茲波電控調(diào)制器件的發(fā)展，并基于H. T. Chen等人的研究成果提出了一種基于鈦酸鍶鋇鐵電薄膜的叉指型微電極結(jié)構(gòu)，分析了施加在叉指型微電極上的外加電場(chǎng)對(duì)于鈦酸鍶鋇薄膜介電常數(shù)的影響，及其對(duì)在其中透射的太赫茲波的調(diào)制?；诓嬷感臀㈦姌O，我們進(jìn)一步改進(jìn)了該太赫茲波電控調(diào)制結(jié)構(gòu)，將叉指型微電極與太赫茲