基于相变材料GeSbTe的微结构制备及其光学性质研究

发布时间：2022-10-06 20:11

　　近年来,可调谐和可重构超材料和超表面成为研究热点,而相变材料GeSbTe（GST）合金相变可逆的特性为微结构的可调谐和可重构性提供了一种实现方案。GST被广泛用作可擦写光盘记录介质,具有实现相变能量要求低、相变可逆等特性。在不同的纳秒激光脉冲下GST可以实现晶态相和非晶态相间的可逆相变,并且在室温下晶态和非晶态都能稳定存在数十年,光盘利用GST晶态和非晶态反射率的不同来存储数字信息。本文在GST的非晶态薄膜上使用激光直写的方式使薄膜在小范围区域内结晶而形成微结构。使用射频磁控溅射法在玻璃基底上制备出GST薄膜,得到其非晶态相,薄膜厚度约为100nm;之后使用加热台使非晶态薄膜结晶。非晶态和晶态的薄膜均有金属光泽,有较高的反射率。对制备出的非晶态和晶态GST薄膜进行光学表征,测量其光学常数及透射谱,在可见光到红外波段,非晶态和晶态GST薄膜都有较大的消光系数,透射率都较低,其中晶态薄膜的透射率始终小于非晶态。传输矩阵计算结果表明,晶态薄膜的反射率始终高于非晶态。搭建光路,将442nm的激光聚焦在非晶态薄膜上使薄膜结晶,根据激光移动后产生的反射率较高的线条判断在该区域实现了结晶。使用COM... 

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 相变材料GST研究现状
        1.2.1 相变机制及物相结构研究
        1.2.2 在光学信息存储方面的应用
        1.2.3 激光诱导GST结晶
        1.2.4 GST在微结构调控中的应用
    1.3 本论文主要研究内容
第2章 GST薄膜的制备与性质表征
    2.1 引言
    2.2 射频磁控溅射制备GST薄膜
    2.3 GST薄膜加热结晶及XRD表征
    2.4 非晶态和晶态GST薄膜的光学性质测量
    2.5 本章小结
第3章 激光加热GST结晶过程分析
    3.1 引言
    3.2 激光诱导GST结晶
        3.2.1 激光诱导GST结晶的实验研究
        3.2.2 激光直写系统介绍
    3.3 激光加热薄膜的数值模拟
    3.4 本章小结
第4章 GST微结构的制备及其光学性质研究
    4.1 引言
    4.2 GST光栅结构的制备及其衍射特性
        4.2.1 GST光栅制备及AFM表征
        4.2.2 GST光栅衍射理论分析
        4.2.3 GST光栅衍射实验结果
    4.3 GST波带片结构的制备及其聚焦特性
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Visible-near infrared ultra-broadband polarization-independent metamaterial perfect absorber involving phase-change materials[J]. Ximin Tian,Zhi-Yuan Li.  Photonics Research. 2016(04)



本文编号：3687330