有效介質(zhì)模型在Ag-ITO復(fù)合納米薄膜中的應(yīng)用.pdf

1、作為一類新型的功能薄膜材料,由納米金屬微粒鑲嵌于半導(dǎo)體基體中所構(gòu)成的金屬-半導(dǎo)體納米復(fù)合薄膜,由于量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、界面效應(yīng)而具有獨特的光電特性和良好的應(yīng)用前景,正在引起材料學(xué)界的極大關(guān)注。
　　本論文主要對Ag顆粒嵌埋在ITO半導(dǎo)體基體形成的金屬-半導(dǎo)體納米復(fù)合薄膜的光學(xué)性質(zhì)及其尺寸效應(yīng)進行了研究。論文分三個部分,在緒論部分,我們綜述了上世紀七十年代到本世紀初國內(nèi)外科研人員對金屬-半導(dǎo)體復(fù)合薄膜制備及光電性質(zhì)研究的報道,

2、特別關(guān)注了復(fù)合薄膜中金屬顆粒的尺寸、形狀及空間分布對薄膜的電學(xué)、光學(xué)等性質(zhì)影響的情況。第二章中我們簡單介紹了描述復(fù)合薄膜體系介電性質(zhì)的Maxwell-Garnett,Bruggeman,DEM和Ping Sheng有效介質(zhì)理論以及所對應(yīng)的體系微結(jié)構(gòu)模型。在第三章,我們用這四種有效介質(zhì)理論計算了磁控濺射制備的不同Ag體積分數(shù)的Ag-ITO復(fù)合薄膜在350～850nm波長范圍內(nèi)的光學(xué)常數(shù),同時考慮了由于Ag顆粒尺寸對其內(nèi)傳導(dǎo)電子平均自由程限

3、制而產(chǎn)生的尺寸效應(yīng)。我們討論了Ag的體積分數(shù)、顆粒尺寸對Ag-ITO復(fù)合薄膜光學(xué)常數(shù)的影響,同時將理論計算結(jié)果同實驗值進行了比較,討論四種有效介質(zhì)理論對Ag-ITO復(fù)合薄膜體系的適用性。結(jié)果表明不同有效介質(zhì)理論適合描述不同結(jié)構(gòu)復(fù)合體系的介電特性。就金屬顆粒表面等離子共振引起的吸收峰的峰位、強度和峰形而言,對Ag體積分數(shù)較低的Ag-ITO復(fù)合薄膜光學(xué)常數(shù)的計算,Maxwell-Garnett,Ping Sheng和Bruggeman理論比