ZnO光學薄膜隨機表面的形貌分析與光散射特性研究.pdf

1、薄膜表面的形貌結(jié)構(gòu)與薄膜的生長機理以及吸附、反射等很多表面現(xiàn)象密切相關(guān)，同時表面的隨機粗糙程度還直接關(guān)系到薄膜的機械、電學、光學等方面的性質(zhì)和功能。因此，對薄膜表面粗糙化機制及特性的研究具有理論和應用上的重要意義，是薄膜研究領(lǐng)域的重要課題。
　　 本論文采用離子源輔助電子束蒸發(fā)的方法，制備了以Si為基底,以SiO2為緩沖層的ZnO薄膜，薄膜采用保溫處理的手段，并分別在五種不同溫度條件下(400℃-800℃)進行退火處理。對樣品薄

2、膜進行了AFM接觸式測量，對其進行表面粗糙度、晶粒大小分析，并應用分形理論研究薄膜表面分形維數(shù)等參數(shù)與退火溫度條件的關(guān)系，從而深入分析薄膜的生長機制和表面特征。然后組建了薄膜散射特性測試系統(tǒng)，研究了入射光波長、偏振方向和入射角對薄膜的反射功率和偏振特性的影響。實驗和數(shù)據(jù)分析的結(jié)果表明：
　　 (1)薄膜表面具有明顯的分形特征，分形維數(shù)可以方便的描述薄膜的表面特征，整體而言，分形維數(shù)與薄膜表面質(zhì)量成反比關(guān)系。
　　 (2)

3、分形維數(shù)與退火溫度具有一定的對應關(guān)系，隨著退火溫度的增加，表面質(zhì)量變好，分形維數(shù)逐漸減?。划斖嘶饻囟仍黾拥揭欢ǔ潭葧r，表面質(zhì)量變差，分形維數(shù)開始增加。
　　 (3)薄膜表面對不同波長、不同偏振狀態(tài)和不同入射角的入射光表現(xiàn)出不同的反射功率和偏振特性。
　　 本文對薄膜表面特性和粗糙化機制的研究，有助于對薄膜晶粒生長機制的理解和薄膜制備工藝的改進，對提高薄膜表面質(zhì)量有一定的應用價值。本文的ZnO薄膜分形應用研究和光偏振特性研