基于熱蒸發(fā)方法的硫系薄膜制備與光學(xué)性能研究【開題報告】

1、畢業(yè)設(shè)計開題報告畢業(yè)設(shè)計開題報告電子信息科學(xué)與技術(shù)電子信息科學(xué)與技術(shù)基于熱蒸發(fā)方法的硫系薄膜制備與光學(xué)性能研究基于熱蒸發(fā)方法的硫系薄膜制備與光學(xué)性能研究一、選題的背景與意義自二十世紀(jì)七十年代以來，薄膜技術(shù)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，無論在學(xué)術(shù)上還是在實際應(yīng)用中都取得了豐碩的成果。薄膜技術(shù)材料已成為當(dāng)代真空技術(shù)和材料科學(xué)中最活躍的研究領(lǐng)域。薄膜技術(shù)、薄膜材料、表面科學(xué)相結(jié)合推動了薄膜產(chǎn)品的全方位開發(fā)與應(yīng)用。作為信息載體，光子替代電子是歷史發(fā)展的必

2、然趨勢。雖然以光纖通信為代表的光子技術(shù)在傳輸領(lǐng)域獲得了蓬勃的發(fā)展，獲得了Tbits的傳輸速率，但是光信息處理的核心部分依然依賴著微電子技術(shù)。目前電子器件系統(tǒng)及系統(tǒng)的響應(yīng)時間最快達(dá)到ns級，而光子的響應(yīng)時間可達(dá)fs級。光電信號轉(zhuǎn)換能力的滯后和電子線路速度的限制，成了制約信息傳輸容量的瓶頸。因此，開發(fā)新型光器件以推動全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展已成了人們的共識。硫?qū)倩衔锊牧暇哂袃?yōu)異的光電轉(zhuǎn)換特性。采用納米技術(shù)將硫?qū)倩衔锊牧霞{米化后，納米粒子的表面效應(yīng)

3、引起硫?qū)倩衔锛{米微粒表面原子輸送和構(gòu)型的變化，同時也引起表面電子能譜的變化，對其光學(xué)、電學(xué)及非線性光學(xué)性質(zhì)等具有重要影響。隨著硫系玻璃工藝的日趨成熟，硫系薄膜也逐漸引起了人們的關(guān)注。目前，國外對硫系非晶薄膜研究較多，也有了較大進(jìn)展。從制備上看，不但制備方法多，還制作出了金屬摻雜硫系非晶薄膜、摻雜稀土離子的硫系非晶薄膜?！禣pticalExpress》、《OpticalLetter》等刊物近幾年相繼發(fā)表了數(shù)十篇關(guān)于硫系薄膜波導(dǎo)制備及其在

4、光器件應(yīng)用的研究報道。在國內(nèi)，硫系非晶薄膜的研究才處于起步階段，亟需實現(xiàn)從塊狀小樣品的性能研究到可用于光子芯片的高質(zhì)量薄膜這一質(zhì)變過程，從而有效提升我國在未來全光網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵器件研發(fā)中的競爭力。目前制備出的硫系非晶薄膜組分比較單一且含有As等劇毒物質(zhì)，應(yīng)考慮選擇不含As元素的材料成分，避免As元素對環(huán)境的污染，迎合當(dāng)今環(huán)保材料的發(fā)展理念。二、研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題：1基本內(nèi)容基本內(nèi)容也可以用難熔金屬制成的升華用專用容器，這時不僅要

5、考慮加熱和支撐，還要考慮被加熱物質(zhì)放氣時的物質(zhì)飛濺。應(yīng)用各種材料，如高熔點氧化物、高溫裂解BN、石墨、難熔金屬等制成的坩堝也可以作為蒸發(fā)器。這時加熱由二種方式，即傳統(tǒng)的電阻加熱法和高頻加熱法，前者依靠纏于坩堝外的電阻絲加熱，而后者用通水的銅制線圈作為加熱的初級感應(yīng)線圈，它靠在被加熱的物質(zhì)中或坩堝中感生出的感應(yīng)電流來實現(xiàn)對蒸發(fā)物質(zhì)的加熱。顯然，后者要求被加熱物或坩堝由一定的導(dǎo)電性。真空熱蒸發(fā)技術(shù)要求較高的真空度，避免空氣分子混入薄膜形成雜

6、質(zhì)，影響薄膜的質(zhì)量。另外，由于多組分材料中各組分的熔點不同，在蒸發(fā)過程中蒸氣分子的濃度會隨著蒸發(fā)速率的不同而不同，那么所形成的蒸氣組分會與靶材的組分有一定的差別，進(jìn)而會導(dǎo)致所沉積的薄膜成分與靶材存在差異，也會使所形成的薄膜不均勻。具體的技術(shù)方法以及步驟具體的技術(shù)方法以及步驟首先，了解熱蒸發(fā)制備法的基本工作原理，通過熟知熱蒸發(fā)方法的原理及實驗設(shè)備，進(jìn)一步理解整個制備過程。其次，選擇合適的硫系薄膜組分，制定鍍膜工藝參數(shù)（溫度、流量、蒸發(fā)速率