Au-MgF-,2-復(fù)合納米金屬陶瓷薄膜的制備、微結(jié)構(gòu)及其光電特性的研究.pdf

1、采用射頻磁控共濺射技術(shù)成功地制備Au的體積百分比分別為6％、15％、25％、40％、50％和60％的一系列Au-MgF<,2>復(fù)合納米金屬陶瓷薄膜.根據(jù)不同的性能測(cè)試要求,采用了不同的基片,淀積了不同厚度的薄膜.用X射線光電子能譜XPS對(duì)其中某一組分vol.60％Au-MgF2樣品進(jìn)行測(cè)量表明:Au的體積百分比約為62.6％,接近于設(shè)計(jì)值60％.X射線衍射及透射電子顯微鏡分析表明:制備的Au-MgF<,2>復(fù)合納米顆粒薄膜由顆粒度為9.

2、8nm至21.4nm的fcc-Au晶態(tài)納米微粒鑲嵌于主要為非晶態(tài)的MgF<,2>陶瓷基體中構(gòu)成.采用UV、IR和橢圓偏振光譜技術(shù)測(cè)量分析了薄膜在紅外-近紫外波段的透射和吸收光譜特性.紫外-可見(jiàn)吸收光譜分析表明:vol.15％Au-MgF<,2>復(fù)合薄膜在波長(zhǎng)為492nm處出現(xiàn)了Au顆粒表面等離子體共振吸收峰;隨Au含量的增加,該吸收峰逐漸紅移,峰形逐漸變窄,峰強(qiáng)逐漸增大;紅外光譜分析表明:在1080 cm<'-1>波數(shù)處出現(xiàn)了立方晶系S

3、iO<,2>的吸收峰;在460 cm<'-1>處有F<'->-Mg<'2+>-F<'->離子彈性振動(dòng)與光子輻射發(fā)生諧振消耗能量所致的MgF<,2>吸收峰;橢圓偏振光譜分析表明:vol.6％Au-MgF<,2>樣品的消光系數(shù)k曲線中出現(xiàn)一個(gè)由Au金屬顆粒表面等離子體共振吸收引起的吸收峰,峰位約為515nm.對(duì)于vol.6％Au-MgF<,2>復(fù)合薄膜,Maxwell-Gamett和Bruggeman兩種有效介質(zhì)理論均能對(duì)其光學(xué)特性做出定量

4、的解釋,但Maxwell-Garnett理論結(jié)果要更符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果;而對(duì)于vol.40％和vol.60％Au-MgF<,2>復(fù)合膜光學(xué)性質(zhì)的解釋,Bruggeman理論計(jì)算結(jié)果要比Maxwell-Garnett更符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果.用變溫四引線技術(shù)測(cè)量薄膜的電阻-溫度曲線,分析表明:vol.15％Au-MgF<,2>、vol.25％Au-MgF<,2>和vol.40％Au-MgF<,2>復(fù)合薄膜導(dǎo)電特性屬介質(zhì)狀態(tài);vol.50％Au-MgF<,