幾種金屬氧化物材料的非線性光學(xué)性能研究.pdf

1、因為具有良好的光學(xué)、電學(xué)以及磁學(xué)性能，金屬氧化物材料得到了廣泛的關(guān)注。金屬氧化物物理性能的多樣性使得它們具有廣闊的器件應(yīng)用前景。但金屬氧化物具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，比金屬或者半導(dǎo)體更難制備。氧化物中的雜質(zhì)和缺陷嚴(yán)重影響了材料本身的性質(zhì)。本論文針對幾種典型金屬的氧化物以生長技術(shù)和缺陷調(diào)控入手，提高材料的品質(zhì)，優(yōu)化其物理性能。
　　 第一章，我們簡介了幾種典型氧化物材料的基本性質(zhì)，并且對論文中應(yīng)用的材料制備方法進(jìn)行了簡要的介紹。
　　

2、 第二章，我們制備了摻鋯鈮酸鋰晶體，該晶體在可見光波段具有良好的抗光損傷性能。我們通過對其紫外波段的抗光損傷性能研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Zr摻入晶體以后，紫外光折變得到了很好的抑制。摻雜鋯2mol％的鈮酸鋰晶體的衍射效率僅為0.1%，相應(yīng)光致折射率變化比名義純晶體低一個量級，抗紫外光損傷的光強閾值可以達(dá)到105 W/cm2。該晶體是目前僅有的具有抗紫外光損傷性能的鈮酸鋰晶體。通過對擦除曲線進(jìn)行擬合分析，我們發(fā)現(xiàn)存在兩個紫外光折變中心，根據(jù)實驗結(jié)果

3、我們提出了紫外光照射下載流子輸運的模型，合理解釋了摻雜鈮酸鋰晶體的紫外光折變性能。
　　 第三章，我們通過缺陷能級設(shè)計，生長了LiNbO3：Zr，F(xiàn)e，Mn和LiNbO3：Zr，Cu，Ce晶體，對它們的非揮發(fā)性全息存儲性能進(jìn)行了研究。摻入鋯元素之后，LiNbO3：Zr，F(xiàn)e，Mn晶體的響應(yīng)時間得到了極大的縮短，降到了1秒以下，光折變靈敏度為1.31 cm/J，比雙摻LiNbO3：Fe，Mn晶體提高了十幾倍，LiNbO3：Zr，C

4、u，Ce晶體的光折變靈敏度也得到了提高，達(dá)到0.099 cm/J，與近化比的LiNbO3：Cu，Ce晶體的靈敏度相當(dāng)。而后分別對兩種三摻晶體的光致散射進(jìn)行了研究。我們的實驗結(jié)果結(jié)果表明三摻晶體是實現(xiàn)非揮發(fā)性全息存儲實際應(yīng)用的優(yōu)良材料。
　　 第四章，我們利用脈沖激光沉積法生長了CuScO2薄膜，其禁帶寬度為4.35eV，激子結(jié)合能達(dá)到了0.4 eV。通過利用泵浦探測技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，其透射率變化△T/T非常小，時間演變曲線包括一個延

5、遲的增長以及指數(shù)弛豫部分，激子的熱化以及復(fù)合時間分別為10 ps以及0.75 ns。我們利用修正的多體Elliott模型對這些結(jié)果進(jìn)行了合理的解釋。
　　 第五章，我們利用脈沖激光沉積法在YAlO3襯底上生長了EuO的薄膜，對其光學(xué)以及磁學(xué)性能進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)飛秒脈沖激發(fā)之后，薄膜內(nèi)的磁化先增強，接著出現(xiàn)退磁化現(xiàn)象。通過對不同溫度下的磁動力學(xué)進(jìn)行研究，我們認(rèn)為光激發(fā)導(dǎo)致的Eu原子內(nèi)f-d電子交換相互作用的增強，使得薄膜的磁化增加