硅量子點鑲嵌薄膜材料的非線性光學性質.pdf

1、光電材料非線性的大小和性質直接決定了它在非線性光電器件方面的應用。本文采用等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)方法制備的(nc-Si/SiO2)/SiO2和(nc-Si/a-Si:H)/a-SiNx:H 量子點鑲嵌薄膜樣品，研究了它們的非線性光學性質。 理論，上采用無限深勢阱模型，分析了Si量子點中電子和激子的三階非線性光學性質；實驗上采用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性質得到以下結論：

2、 1、分析強受限情況下的電子三階非線性光學性質，結果表明： 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、分析強受限和弱受限情況下的激子三階非線性光學性質，結果表明：在激子強受限的情況下量子點半徑越小三階極化率越大；在激子弱受限的情況下，量子點半徑越大，三階極化率越大。同時半導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、定的依賴關系。 3、通過Z-掃描實驗結果表明：(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部和虛部分別為2.00×10-3esu 、-5.51×10-4esu；(nc-Si/