锌离子注入铌酸锂晶体的光谱特性研究

发布时间：2018-05-31 01:14

  本文选题：锌纳米颗粒 + 铌酸锂晶体　； 参考：《深圳大学》2015年硕士论文

【摘要】：近年来,对锌纳米颗粒材料和铌酸锂晶体的研究已经成为材料领域和光学领域中的一个热点。早在二十世纪八十年代,人们发现不同金属离子注入到铌酸锂晶体后形成金属纳米颗粒复合材料,其材料的光学性质会发生不同的变化,这些新的变化使得金属离子注入的铌酸锂晶体得到广泛的应用,尤其是在太赫兹领域。本文采用金属离子注入技术分别将三种不同剂量的锌离子注入到x和z切向的铌酸锂基质中,并对样品进行600℃高温氧化退火,通过X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)实验对制备的样品进行表征。利用太赫兹时域光谱(THz-TDS)系统、紫外分光分度计以及傅里叶红外光谱仪中研究了样品在太赫兹、紫外以及红外波段范围内的光谱特性。本文主要研究内容及其结果如下:1.利用离子注入技术将剂量为0.6×1017ions/cm2、1.2×1017ions/cm2和1.8×1017ions/cm2的锌离子注入到x和z切向的铌酸锂晶体中;再在1200℃气氛真空管式炉中高温氧化退火,将锌纳米颗粒氧化成氧化锌纳米颗粒。2.通过XPS和XRD实验对制备的样品进行表征。XPS实验表明锌离子已经成功地注入到铌酸锂基质中,锌颗粒的尺寸在纳米量级,锌离子在样品表面呈现近高斯分布,高温氧化退火使得样品中的锌离子向表面或内部扩散。XRD实验表明样品中的氧化锌具有两种晶面。3.基于透射型THz-TDS实验系统的光学参数提取方面,利用QA法获得折射率和消光系数的值,并通过时域波形重建法验证所得的折射率和消光系数的准确性,同时,采用Matlab编写了“THz-TDS提取样品参数”软件,进一步证明本实验所采用的数据处理方法的准确性和可行性。4.利用THz-TDS实验系统分析了样品在太赫兹波段范围内的透射特性以及光学参数变化情况。实验结果表明,锌离子的注入使得样品在某些特定的频率范围内出现透射增强现象。5.基于紫外分光分度计和傅里叶红外光谱仪,分别研究了样品在紫外波段和红外波段范围内的吸收系数变化情况。实验结果表明,在紫外和红外波段范围内,锌离子的注入使得样品的吸收边和峰值吸收系数发生了红移现象,注入的锌离子半径与晶体中铌离子和锂离子的半径不同,导致主吸收峰的位置发生偏移;锌离子的注入使得x切向铌酸锂晶体出现透射增强,z切向铌酸锂晶体出现透射降低。
[Abstract]:In recent years, the research of zinc nanoparticles and lithium niobate crystals has become a hot spot in the field of materials and optics. As early as the 1980s, people found that different metal ions implanted into lithium niobate crystals to form metal nanoparticles composite materials, their optical properties will change differently. These new changes make metal ion implanted lithium niobate crystal widely used, especially in terahertz field. Three different doses of zinc ions were implanted into x and z tangent lithium niobate substrates by metal ion implantation technique, and the samples were annealed at 600 鈩，

本文编号：1957664