ITO诱导的非线性光学响应增强化薄膜的薄膜
Peng Lu1, Tingzhen Yan2, Jialei Huang1
1Engineering Research Center of Optical Instrument and System, Ministry of Education and Shanghai Key Lab of Modern Optical System, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|June 26, 2024
概括
这项研究提高了化/氧化 (TiN/ITO) 复合膜的光学性能. 不同的ITO厚度调整了近红外吸收,并显著提高了非线性光学性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光电学是指光电子产品.
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 化 (TiN) 和氧化 (ITO) 是光电子领域的关键材料.
- 提高薄膜的光学性能对于先进的设备应用至关重要.
- 表面等离子合可以显著改变材料的光学特性.
研究的目的:
- 用于制造具有可调节光学性能的TiN/ITO复合膜.
- 为了研究 ITO 缓冲层厚度对膜吸收和非线性光学行为的影响.
- 为了探索epsilon-near-zero (ENZ) 波长的可调性和非线性吸收增强.
主要方法:
- 制造具有不同ITO缓冲层厚度的TiN/ITO复合薄膜.
- 使用吸收光谱进行光学属性表征.
- 通过Z扫描技术测量非线性光学属性.
- 使用有限差异时间域 (FDTD) 模拟的理论验证.
主要成果:
- 由于TiN-ITO表面等离子体合,在近红外 (NIR) 区域观察到增强的吸收,并增加了ITO厚度.
- 可调节的近零 (ENZ) 波长从935nm到1895nm,通过调整ITO厚度来实现.
- 与单层TiN薄膜相比,非线性吸收系数 (β) 增加了14.02倍,达到3.03 × 10−4 cm/W.
- 实验结果与FDTD理论计算有很好的一致性.
结论:
- TiN/ITO复合膜为可调光学特性提供了一个有前途的平台,特别是在NIR区域.
- 观察到的非线性光学特性增强使得这些薄膜适用于先进的光子应用.
- 厚度依赖的表面等离子合是定制TiN/ITO复合材料光电子性能的一个关键机制.
