光在CuZn合金薄膜-空氣界面?zhèn)鞑ヌ匦匝芯?pdf

1、金屬基薄膜是眾多光學(xué)器件的重要基礎(chǔ)材料，在現(xiàn)代光學(xué)儀器和光電子材料中具有舉足輕重的作用。本論文對近年來觀察到金屬基微納結(jié)構(gòu)的負(fù)折射現(xiàn)象及其研究進(jìn)展進(jìn)行了系統(tǒng)介紹。為了理解金屬在人工復(fù)合結(jié)構(gòu)中的作用及負(fù)折射現(xiàn)象產(chǎn)生的物理機制，研究光波在天然金屬基薄膜界面的折射特性具有著重要意義。
　　基于上述背景，本論文主要圍繞著光在金屬基薄膜中的傳播特性開展了有關(guān)不同組份CuZn合金和Zn金屬基薄膜界面光波的折射效應(yīng)的研究工作，主要包含以下內(nèi)容:

2、
　　一、利用射頻磁控濺射法制備了一系列楔角精確可控的楔形合金和金屬薄膜樣品，在Snell定律的框架下，應(yīng)用光程放大法對發(fā)生在金屬/空氣界面的折射現(xiàn)象進(jìn)行了觀測，獲得了有效折射率、入射角與折射角三者之間的定量關(guān)系，并利用橢圓偏振光譜儀測量了金屬薄膜樣品在1.5-4.5 eV能量區(qū)間內(nèi)的復(fù)介電函數(shù)譜及復(fù)折射率。實驗結(jié)果表明，Cu0.9Zn0.1、Cu0.7Zn0.3兩種組份合金樣品在可見波段的Drude區(qū)均存在負(fù)折射現(xiàn)象;且隨著入射

3、光能量的增加，從Drude區(qū)到帶間躍遷區(qū)域，折射角發(fā)生由負(fù)到正的變化;對于純金屬Zn樣品，在可見波段不完全符合Drude電子帶內(nèi)躍遷模型，因此不存在負(fù)折射特性。
　　二、根據(jù)實驗測量結(jié)果，對可能導(dǎo)致光在金屬薄膜界面產(chǎn)生奇異光折射現(xiàn)象的多種爭議性機理進(jìn)行了討論與分析，認(rèn)為金屬在可見波段的正、負(fù)折射效應(yīng)與金屬帶內(nèi)及帶間躍遷區(qū)域的不同色散特性及其所引起的群速度和群折射率的變化規(guī)律相關(guān)，而與等離子共振效應(yīng)、負(fù)磁導(dǎo)率效應(yīng)等機制無關(guān)。