基于熱蒸發(fā)方法的硫系薄膜制備與光學(xué)性能研究【開(kāi)題報(bào)告+文獻(xiàn)綜述+畢業(yè)設(shè)計(jì)】

1、1畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告電子信息科學(xué)與技術(shù)電子信息科學(xué)與技術(shù)基于熱蒸發(fā)方法的硫系薄膜制備與光學(xué)性能研究基于熱蒸發(fā)方法的硫系薄膜制備與光學(xué)性能研究一、選題的背景與意義自二十世紀(jì)七十年代以來(lái)，薄膜技術(shù)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，無(wú)論在學(xué)術(shù)上還是在實(shí)際應(yīng)用中都取得了豐碩的成果。薄膜技術(shù)材料已成為當(dāng)代真空技術(shù)和材料科學(xué)中最活躍的研究領(lǐng)域。薄膜技術(shù)、薄膜材料、表面科學(xué)相結(jié)合推動(dòng)了薄膜產(chǎn)品的全方位開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。作為信息載體，光子替代電子是歷史發(fā)展的

2、必然趨勢(shì)。雖然以光纖通信為代表的光子技術(shù)在傳輸領(lǐng)域獲得了蓬勃的發(fā)展，獲得了Tbits的傳輸速率，但是光信息處理的核心部分依然依賴(lài)著微電子技術(shù)。目前電子器件系統(tǒng)及系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間最快達(dá)到ns級(jí)，而光子的響應(yīng)時(shí)間可達(dá)fs級(jí)。光電信號(hào)轉(zhuǎn)換能力的滯后和電子線路速度的限制，成了制約信息傳輸容量的瓶頸。因此，開(kāi)發(fā)新型光器件以推動(dòng)全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展已成了人們的共識(shí)。硫?qū)倩衔锊牧暇哂袃?yōu)異的光電轉(zhuǎn)換特性。采用納米技術(shù)將硫?qū)倩衔锊牧霞{米化后，納米粒子的表面效

3、應(yīng)引起硫?qū)倩衔锛{米微粒表面原子輸送和構(gòu)型的變化，同時(shí)也引起表面電子能譜的變化，對(duì)其光學(xué)、電學(xué)及非線性光學(xué)性質(zhì)等具有重要影響。隨著硫系玻璃工藝的日趨成熟，硫系薄膜也逐漸引起了人們的關(guān)注。目前，國(guó)外對(duì)硫系非晶薄膜研究較多，也有了較大進(jìn)展。從制備上看，不但制備方法多，還制作出了金屬摻雜硫系非晶薄膜、摻雜稀土離子的硫系非晶薄膜?！禣pticalExpress》、《OpticalLetter》等刊物近幾年相繼發(fā)表了數(shù)十篇關(guān)于硫系薄膜波導(dǎo)制備及其

4、在光器件應(yīng)用的研究報(bào)道。在國(guó)內(nèi)，硫系非晶薄膜的研究才處于起步階段，亟需實(shí)現(xiàn)從塊狀小樣品的性能研究到可用于光子芯片的高質(zhì)量薄膜這一質(zhì)變過(guò)程，從而有效提升我國(guó)在未來(lái)全光網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵器件研發(fā)中的競(jìng)爭(zhēng)力。目前制備出的硫系非晶薄膜組分比較單一且含有As等劇毒物質(zhì)，應(yīng)考慮選擇不含As元素的材料成分，避免As元素對(duì)環(huán)境的污染，迎合當(dāng)今環(huán)保材料的發(fā)展理念。二、研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問(wèn)題：3各種直徑或不等直徑的螺旋狀作為加熱源。在融化以后、被蒸發(fā)物質(zhì)或

5、與鎢絲形成較好的浸潤(rùn)、靠表面張力保持在螺旋鎢絲中、或與鎢絲完全不浸潤(rùn)，被鎢絲螺旋所支撐。鎢絲一方面起到加熱器的作用，另一方面也起到支撐被加熱物質(zhì)的作用。對(duì)于鎢絲不能加熱的物質(zhì)，如一些材料的粉末，則用難熔金屬板支撐的加熱器。對(duì)于在固態(tài)升華的物質(zhì)來(lái)說(shuō)，也可以用難熔金屬制成的升華用專(zhuān)用容器，這時(shí)不僅要考慮加熱和支撐，還要考慮被加熱物質(zhì)放氣時(shí)的物質(zhì)飛濺。應(yīng)用各種材料，如高熔點(diǎn)氧化物、高溫裂解BN、石墨、難熔金屬等制成的坩堝也可以作為蒸發(fā)器。這時(shí)

6、加熱由二種方式，即傳統(tǒng)的電阻加熱法和高頻加熱法，前者依靠纏于坩堝外的電阻絲加熱，而后者用通水的銅制線圈作為加熱的初級(jí)感應(yīng)線圈，它靠在被加熱的物質(zhì)中或坩堝中感生出的感應(yīng)電流來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)蒸發(fā)物質(zhì)的加熱。顯然，后者要求被加熱物或坩堝由一定的導(dǎo)電性。真空熱蒸發(fā)技術(shù)要求較高的真空度，避免空氣分子混入薄膜形成雜質(zhì)，影響薄膜的質(zhì)量。另外，由于多組分材料中各組分的熔點(diǎn)不同，在蒸發(fā)過(guò)程中蒸氣分子的濃度會(huì)隨著蒸發(fā)速率的不同而不同，那么所形成的蒸氣組分會(huì)與靶材坩