基于半导体-金属相变材料的宽谱、偏振选择的红外光开关(英文)

提出了一种基于半导体-金属相变材料和掩埋金属光栅结构的新型红外光开关。该结果由电磁场有限元方法计算得到。设计了在近红外波段表现出宽谱的、偏振选择的全光开关效应。掩埋金属光栅极大的提高了二氧化钒薄膜作为光开关的消光比,使得该结构在亚波长尺寸获得了高的消光比。结构的光学响应随入射角变化并不敏感。结构的透过、吸收特性可由结构参数进行调节。此设计在红外光通信、光计算以及军事探测、无损检测等领域具有潜在的应用。

场致绝缘-金属相变材料的脉冲响应测试方法

场致绝缘-金属相变材料可以满足强电磁脉冲攻击下电子信息装备自适应高效防护的迫切需求,然而其脉冲响应测试方法还不明确,是亟待解决的关键问题。基于微带线原理,提出一种测试范围宽、响应时间快的材料脉冲响应测试方法,并构建了相应的测试系统。建立水平极化下测试系统的等效电路模型,推导出电磁脉冲作用下材料相变后电阻的计算公式,进一步通过电阻等效试验与材料样品性能测试,验证理论模型和测试方法的准确性和可行性。理论计算和试验结果表明:该测试方法能够满足材料相变后电阻范围为1Ω~30 kΩ的脉冲响应测试需求,且可以计算得到材料相变后的电阻、响应时间及恢复时间,为场致绝缘-金属相变材料电磁脉冲响应特性的定量评价和新材料设计提供了理论和技术支撑。

在半导体-金属相变温度附近氧化钒薄膜光学性质的异常变动

在可见光—近红外波段的不同波长下,测量了半导体-金属相变过程中氧化钒薄膜样品的反射率和透射率.在薄膜相变过程中,不同波段的反射率曲线和透射率曲线表现出不同的变化趋势.利用非相干光在薄膜中的多级反射-透射模型,计算了相变过程中不同波长下氧化钒薄膜的折射率n和消光系数k随温度的变化.结果表明,在相变温度附近氧化钒薄膜光学性质的异常变动,其原因既有薄膜的折射率和消光系数随波长的变化趋势不同,也有在吸收性薄膜中存在探测光多次反射和透射的累加效应.

利用噪声谱表征二氧化钒薄膜的光学相变特性

利用自主搭建的实验系统,同步实时地测量了热致相变材料二氧化钒(VO2)薄膜在相变过程中的反射率及其涨落(噪声谱).实时傅里叶变换采集卡测得的噪声谱不仅可以像反射率测量一样给出样品的相变温度(55℃),还在样品的高温区金属相里发现了一个明显的噪声峰(位于15~20 MHz),而低温区半导体相的噪声谱几乎是平坦的.这种噪声峰也反映了薄膜样品中低温半导体相和高温金属相的晶体结构差异.噪声谱测量可以广泛地应用于相变材料的研究.

飞秒激光诱导二氧化钒光学特性转变(特邀)

为研究激光诱导对二氧化钒光学性质的具体影响,采用磁控溅射技术制备了二氧化钒薄膜。利用原子力显微镜和X射线衍射仪对样品进行表征,发现其具有良好的平整度及致密均匀的结构,是纯相二氧化钒(M)薄膜,并且在透过率-温度变化曲线中观察到了典型的热滞回线。采用透/反射强度扫描系统研究了二氧化钒薄膜的光学特性,实验结果表明,在飞秒激光诱导下样品经历了非线性吸收过程、相变过程、稳态过程和损伤过程,非线性吸收过程由双光子吸收效应主导而相变过程与激光热效应息息相关。进一步研究发现,随着激光重复频率增加,增强的热效应导致其相变开启阈值和损伤阈值明显下降。

纳米二氧化钒薄膜的制备及其特性研究

采用原子层沉积(ALD)方法,分别以VO(OC3H7)3和H2O2为钒源和氧源,在载玻片基底上沉积钒氧化物薄膜;在还原气氛的管式炉中,对钒氧化物薄膜进行还原退火结晶,进而得到VO2薄膜晶体。通过扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)及X-射线光电子能谱(XPS)研究所制备的钒氧化物薄膜表面形貌、晶体结构以及组分的变化;利用傅里叶红外光谱(FT-IR)对VO2薄膜的红外透射性进行测试分析。结果表明:ALD所制备的薄膜以非晶态V2O5、VO2和V2O3为主;在通以还原气氛(95%Ar,5%H2)并500℃热处理2h后得到以(011)择优取向的单斜金红石纳米VO2薄膜,VO2晶体薄膜相变前后红外透过率突变量较大。

La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3中的输运机制与CMR效应

研究了超大磁阻材料La2 3Ca1 3MnO3的磁电特性,发现由电阻测量得到的绝缘体 金属相变与由磁化曲线得到的顺磁 铁磁相变温区完全一致,均随磁场的增强推向高温区。结果证明样品输运行为的变化起因于磁结构的变化,在TC附近产生超大巨磁电阻效应。

组分调制Cu_3 NPd_x的大温区恒定电阻率

单一固体材料的电阻率是关于温度的复杂函数.目前尚未见关于相当大的温度范围内恒定电阻率的报道;对恒电阻的需求仍然是通过材料结构组合或电路设计实现的.Cu3NPdx随组份的变化会经历半导体-半金属相变,在Cu3NPd0.238中可以在240K的温度范围内测得不变的电阻率.这一发现至少表明大温区内恒电阻是可以在单一材料内实现的,它对固体物理的理解本身以及诸多应用都有重要的意义.