硅量子點(diǎn)鑲嵌薄膜材料的非線性光學(xué)性質(zhì).pdf

1、光電材料非線性的大小和性質(zhì)直接決定了它在非線性光電器件方面的應(yīng)用。本文采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)方法制備的(nc-Si/SiO2)/SiO2和(nc-Si/a-Si:H)/a-SiNx:H 量子點(diǎn)鑲嵌薄膜樣品，研究了它們的非線性光學(xué)性質(zhì)。 理論，上采用無限深勢阱模型，分析了Si量子點(diǎn)中電子和激子的三階非線性光學(xué)性質(zhì)；實(shí)驗(yàn)上采用Z-掃描方法研究了樣品在波長532nm連續(xù)激光作用下的非線性光學(xué)性質(zhì)得到以下結(jié)論：

2、 1、分析強(qiáng)受限情況下的電子三階非線性光學(xué)性質(zhì)，結(jié)果表明： 隨著入射光子能量的變化，三階極化率發(fā)生顯著的變化；隨著量子點(diǎn)半徑的增大，三階極化率逐漸變大；隨著弛豫相的減小，三階極化率逐漸變大。 2、分析強(qiáng)受限和弱受限情況下的激子三階非線性光學(xué)性質(zhì)，結(jié)果表明：在激子強(qiáng)受限的情況下量子點(diǎn)半徑越小三階極化率越大；在激子弱受限的情況下，量子點(diǎn)半徑越大，三階極化率越大。同時(shí)半導(dǎo)體材料的自聚焦和自散焦的特性與光子能量和禁帶寬度存在一

3、定的依賴關(guān)系。 3、通過Z-掃描實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：(nc-Si/SiO2)/SiO2和(nc-Si/a-Si:H)/a-SiNx:H樣品存在明顯的非線性折射和吸收。(nc-Si/SiO2)/SiO2樣品三階極化率的實(shí)部和虛部分別為-8.12×10-3esu 、8.77×10-4esu，(nc-Si/a-Si:H)/a-SiNx:H 樣品三階極化率的實(shí)部和虛部分別為2.00×10-3esu 、-5.51×10-4esu；(nc-Si/