ZnO薄膜中非線性的研究ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁(yè)!Outline實(shí)驗(yàn)構(gòu)想實(shí)驗(yàn)過(guò)程結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)總結(jié)ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁(yè)!ZnO薄膜中具有很多非線性的性質(zhì)，如在ZnO膜生長(zhǎng)過(guò)程中，呈現(xiàn)出分形形貌；ZnO材料具有較大的二階和三階非線性系數(shù)，是很好的非線性光學(xué)材料。ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁(yè)!美麗的分形圖片ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁(yè)!Outline實(shí)驗(yàn)構(gòu)想實(shí)驗(yàn)過(guò)程結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)總結(jié)ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁(yè)!NaCl晶體的生長(zhǎng)ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁(yè)!Outline實(shí)驗(yàn)構(gòu)想實(shí)驗(yàn)過(guò)程結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)總結(jié)ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁(yè)!NaCl襯底XRD表征：ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁(yè)!在一些區(qū)域，ZnO仍零星分布，未連接成片ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁(yè)!在一些ZnO較多的區(qū)域，晶體已經(jīng)初步連接成片，呈島狀生長(zhǎng)：ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁(yè)!NaCl襯底：ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁(yè)!彈道沉積模型模擬ZnO濺射過(guò)程：在濺射過(guò)程中，粒子垂直撞擊到表面上，但方位和方向有一定隨機(jī)性，碰到襯底表面的聚集基團(tuán)后由于熱運(yùn)動(dòng)和粒子間的吸引力仍要運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間，最終穩(wěn)定在一個(gè)能量較小的位置，1+1維彈道沉積模型可以較好模擬這種過(guò)程。ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁(yè)!彈道沉積模型模擬的生長(zhǎng)過(guò)程在濺射的初期，由于初始粒子沉積位置有一定的隨機(jī)性，隨后濺射的粒子有被已聚集基團(tuán)吸引的趨勢(shì)，從而形成分立的聚集基團(tuán)向上生長(zhǎng)，隨著薄膜逐漸變厚，這種分立性逐漸消失，從而形成連續(xù)的膜。（這也可以解釋小球組現(xiàn)象）ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁(yè)!放大尺度來(lái)看，一些地方ZnO仍以小球組形態(tài)零散分布，而一些地方小球已經(jīng)相連，形成長(zhǎng)島狀結(jié)構(gòu)，但這種島狀結(jié)構(gòu)較Si襯底上的ZnO的島狀有明顯的差異。ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁(yè)!XRD表征：2.退火溫度對(duì)薄膜形貌的影響ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁(yè)!ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁(yè)!SEM表征：350°C退火：ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁(yè)!750°C退火：ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁(yè)!550°C退火時(shí)其顆粒大小約為50nmZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁(yè)!我們將圖像導(dǎo)入計(jì)算機(jī)，處理灰度后將其數(shù)值化，用加權(quán)盒計(jì)數(shù)法編程求其多重分形譜。ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁(yè)!從配分函數(shù)和度量尺度的雙對(duì)數(shù)圖可以看出在不同的尺度下各點(diǎn)線性關(guān)系較好，反映出圖形具有尺度不變性，驗(yàn)證了ZnO薄膜的分形生長(zhǎng)。由廣義分形維度Dq=k(q)/(q-1),導(dǎo)入不同退火溫度下ZnO的圖像，計(jì)算其廣義分形維度分別為：350°C：7.1550°C：6.5750°C：3.1隨著退火溫度的升高，分形維度減小，這是因?yàn)樵谝晥?chǎng)中ZnO顆粒為較亮部分，分形維度減小表征了ZnO顆粒增大，這與退火使薄膜顆粒增大的結(jié)論是一致的，至于維度的具體數(shù)值有一定的誤差，因?yàn)槟承┑胤搅敛坎皇钦麄€(gè)ZnO顆粒，某些地方暗部仍屬于ZnO.ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁(yè)!透射率曲線：ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁(yè)!

由于儀器的原因沒(méi)能得到開(kāi)口處峰的圖像，但由閉口處谷的圖像和理論圖像相比符合較好，由透射率曲線我們可定性的看出ZnO薄膜的非線性光學(xué)特性。ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁(yè)!1.磁控濺射法生長(zhǎng)較薄ZnO薄膜，觀察了薄膜生長(zhǎng)初期形貌。2.研究了不同退火溫度對(duì)薄膜生長(zhǎng)形貌的影響，編程計(jì)算了其多重分形維度，驗(yàn)證了其分形生長(zhǎng)。3.研究了ZnO薄膜的非線性光學(xué)性質(zhì)，驗(yàn)證了其為一種很好的非線性光學(xué)材料。ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁(yè)!分形理論是Mandelbrot在20世紀(jì)70年代提為表征復(fù)雜圖形和復(fù)雜過(guò)程而提出的，分形具有自相似性和空間尺度的不變性。ZnO薄膜在生長(zhǎng)過(guò)程中呈現(xiàn)分形生長(zhǎng)，其表面形貌具有廣義的自相似性。我們?cè)囅胗^察不同實(shí)驗(yàn)條件下其表面形貌，提出模型模擬其生長(zhǎng)過(guò)程，并用分維表征其分形性質(zhì)，驗(yàn)證模型的適用性。ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁(yè)!美麗的分形圖形ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁(yè)!1.薄膜生長(zhǎng)初期形貌研究磁控濺射法，在Si和NaCl襯底上生長(zhǎng)12.5nm的ZnO薄膜。由于沒(méi)有現(xiàn)成NaCl晶體，我們預(yù)先在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室用蒸發(fā)過(guò)飽和溶液法生長(zhǎng)了NaCl晶體。XRD和SEM表征。ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁(yè)!2.退火溫度對(duì)薄膜形貌的影響磁控濺射法，在Si襯底上生長(zhǎng)200nm的ZnO薄膜共四組。分別進(jìn)行不退火，350°C退火，550°C退火和750°C退火。XRD和SEM表征。3.非線性光學(xué)性質(zhì)的驗(yàn)證磁控濺射法，在玻璃襯底上鍍膜200nm，通過(guò)Z掃描技術(shù)測(cè)得薄膜的透光率，測(cè)量其三階非線性系數(shù)，驗(yàn)證其非線性光學(xué)特性。ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁(yè)!1.薄膜生長(zhǎng)初期形貌研究Si襯底XRD表征：ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁(yè)!Si襯底：SEM表征：ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁(yè)!棒狀結(jié)構(gòu)：在ZnO較少的區(qū)域，晶體以棒狀形貌存在：ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁(yè)!積聚的ZnO晶體類(lèi)似擴(kuò)散受限聚集模型DLA：ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁(yè)!ZnO顆粒在NaCl表面散布，主要以小球狀存在，一般為中心一顆粒較大小球和周?chē)舾深w粒較小小球組成的小球組。ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁(yè)!由于粒子在入射過(guò)程中有一定幾率以斜角度入射，從而形成斜柱狀形貌，這也可以解釋為什么有很多ZnO薄膜的XRD圖像出現(xiàn)峰的偏移。ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁(yè)!小球組：ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁(yè)!可以看到，Si襯底上形成的島狀邊緣較為平滑，聚集面積較大，但方向性較弱；而NaCl襯底上的島狀邊緣較尖銳，島面積較小，但方向性更強(qiáng)。這是因?yàn)椋簭陌胁臑R落的原子在形成NaCl團(tuán)簇后還要繼續(xù)在襯底表面遷移，這種遷移受到襯底原子的束縛而停止。由于NaCl的晶格結(jié)構(gòu)較為規(guī)則，對(duì)濺落原子的約束力較強(qiáng)，所以一般ZnO會(huì)沿一定方向生長(zhǎng)，而Si的約束力較弱，ZnO較易沿不同方向生長(zhǎng)。ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁(yè)!ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁(yè)!ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁(yè)!550°C退火：ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁(yè)!顆粒大小的比較：通過(guò)與標(biāo)度尺比對(duì)，350°C退火時(shí)顆粒大小約為25nm。ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁(yè)!750°C退火時(shí)顆粒大小約為150nmZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁(yè)!雙對(duì)數(shù)圖ZnO薄膜中非線性的研究共46頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁(yè)!3.非線性光學(xué)性質(zhì)的驗(yàn)證我們采用Z掃描的方法研究氧化鋅薄膜的非線性光學(xué)性質(zhì),得到在不同的z-point處激光通過(guò)薄膜后的透射率。由于實(shí)驗(yàn)時(shí)所用的激光器出現(xiàn)故障，功率不穩(wěn)定，導(dǎo)致測(cè)出的結(jié)果不理想，不能利用該數(shù)據(jù)得到精確的非線性系數(shù)。就最終得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看，我們實(shí)現(xiàn)了定性地驗(yàn)證ZnO薄膜對(duì)透光率的