復(fù)合納米金屬陶瓷薄膜的顆粒尺寸效應(yīng).pdf

1、作為一類新型的功能薄膜材料,由納米金屬微粒鑲嵌于陶瓷基體中所構(gòu)成的金屬陶瓷薄膜,由于量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、界面效應(yīng)而具有獨(dú)特的光電特性和良好的應(yīng)用前景,正在引起材料學(xué)界的極大關(guān)注.該論文主要對貴金屬顆粒嵌埋在MgF<,2>陶瓷基體形成的金屬陶瓷薄膜光學(xué)性質(zhì)的尺寸效應(yīng)進(jìn)行了研究.論文分三個部分,在緒論部分,我們綜述了上世紀(jì)七十年代到本世紀(jì)初國內(nèi)外科研人員對金屬陶瓷復(fù)合膜制備及光電性質(zhì)研究的報道,特別關(guān)注了復(fù)合薄膜中金屬顆粒的尺寸、形狀

2、及空間分布對薄膜的電學(xué)、光學(xué)等性質(zhì)影響的情況.第二章中我們簡單介紹了描述復(fù)合薄膜體系介電性質(zhì)的Maxwell-Garnett、Bruggeman和Ping Sheng有效介質(zhì)理論以及所對應(yīng)的體系微結(jié)構(gòu)模型.在第三章,我們用這三種不同有效介質(zhì)理論對磁控濺射制備Cu-MgF<,2>、Ag-MgF<,2>和Au-MgF<,2>復(fù)合薄膜體系的光學(xué)常數(shù)進(jìn)行了計算,同時考慮了由于金屬顆粒尺寸對其內(nèi)傳導(dǎo)電子平均自由程限制而產(chǎn)生的尺寸效應(yīng).我們將理論計

3、算結(jié)果同用橢圓偏振光譜儀得到的實驗值進(jìn)行了比較,討論了三種有效介質(zhì)理論對不同微結(jié)構(gòu)薄膜體系的適用性.結(jié)果表明不同有效介質(zhì)理論適合描述不同結(jié)構(gòu)復(fù)合體系的介電特性.就金屬顆粒表面等離子共振引起的吸收峰的峰位、強(qiáng)度和峰形而言,對低金屬組分的納米金屬陶瓷薄膜光學(xué)常數(shù)的計算,Maxwell-Garnett和Ping Sheng要比Bruggeman理論結(jié)果好.而對高組分Au-MgF<,2>復(fù)合膜光學(xué)性質(zhì)的解釋,Bruggeman理論計算結(jié)果要比M