氟化镁增透膜的制备与多层膜LITV信号的研究

论文摘要

超巨磁电阻材料具有激光感生电压效应，研究超巨磁电阻材料的激光感生电压效应是国际上CMR应用研究的一个重要方向。对单层膜的脉冲激光感生电压效应，研究已颇多，张鹏翔等运用微电源网络模型和瞬时平面热源模型已推导出激光感生电压公式。本文着重研究了用连续激光作光源，对不同周期、不同倾角、不同镀膜时间的四个系列多层膜的LITV效应进行了测量，得出了多层膜与单层膜有着相似的LITV效应，依然符合张鹏翔等激光感生电压公式。如何提高CMR薄膜LITV的灵敏性，稳定性，有着重要意义。本论文研究了用真空蒸镀法在多层膜表面上镀一层MgF2增透膜，以增加激光的透射作用，产生更大的激光电压，增加其灵敏度并保护CMR薄膜防磨损、受潮，增加其稳定性。经实验摸索，我们得出了真空蒸镀MgF2的条件，及MgF2增透膜在衬底上的生长速率。通过用632.8nm连续激光光源对薄膜的LITV效应检测，发现镀上MgF2增透膜后CMR多层膜的激光感生电压增大了一倍左右。准分子脉冲激光溅射沉积薄膜是一新兴的镀膜技术，具有很多不可比拟的优点。用准分子脉冲激光沉积MgF2增透膜，首先要制备出致密的靶材。本文研究了如何烧结出致密的、没被氧化的MgF2靶材。通过实验研究，摸索出了MgF2靶材的压制条件，发现了MgF2在空气中烧结的初始氧化温度。通过几种烧结方式对比，得出了MgF2靶材的一种简易烧结方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 CMR材料
• 1.1.1 CMR材料的物理机制
• 1.1.2 超巨磁阻材料的应用
• 1.1.3 激光感生电压（LITV）效应简介
• 1.1.4 各向异性Seebeck效应（温差热电势效应）
• 1.1.5 LITV效应原理及公式推导
• 1.1.6 薄膜参量对LITV的影响
• 1.2 薄膜光学的原理
• 1.2.1 薄膜光学的发展历史
• 1.2.2 薄膜光学的电磁理论基础
• 1.2.3 光学薄膜设计方法
• 1.2.4 增透膜
• 1.2.5 增透波长与薄膜厚度之间的关系
• 1.3 镀膜方法
• 1.3.1 真空蒸镀法
• 1.3.2 溅射镀膜
• 1.3.3 PLD制备薄膜
• 1.3.4 离子镀
• 1.4 论文的选题和意义
• 第二章 氟化镁多晶靶材的制备
• 2.1 氟化镁
• 2.1.1 晶体结构
• 2.1.2 光学性质
• 2材料在镀膜中的比较'>2.2 多晶与单晶MgF₂材料在镀膜中的比较
• 2靶材的制备'>2.3 MgF₂靶材的制备
• 2粉末的成型'>2.3.1 MgF₂粉末的成型
• 2靶材的烧结'>2.3.2 MgF₂靶材的烧结
• 2.4 实验与结果
• 2.4.1 空气中烧结
• 2粉末中埋烧'>2.4.2 在MgF₂粉末中埋烧
• 2.4.3 简易烧结方法
• 2块靶材'>2.4.4 真空炉中烧结MgF₂块靶材
• 2.4.5 氢气Ar中保护烧结
• 2.4.6 讨论与分析
• 2氧化温度的测定'>2.5 MgF₂氧化温度的测定
• 2.6 小结
• 第三章 氟化镁增透膜的制备
• 3.1 常见的透紫外保护膜或增透膜材料
• 2薄膜'>3.2 真空蒸镀MgF₂薄膜
• 3.2.1 实验装置图
• 3.2.2 炉子温度分布曲线图
• 3.2.3 镀膜程序
• 2膜'>3.2.4 硅片上镀MgF₂膜
• 2膜的表征'>3.3 MgF₂膜的表征
• 3.3.1 XRD物相表征
• 3.3.2 拉曼表征
• 3.3.3 SEM形貌表征
• 3.3.4 XPS成分表征
• 3.3.5 电子探针膜厚表征
• 2增透膜'>3.4 三种衬底上镀MgF₂增透膜
• 2增透膜'>3.4.1 在钛酸铭衬底（STO）上镀MgF₂增透膜
• 2增透膜'>3.4.2 在单晶硅上镀MgF₂增透膜
• 2增透膜'>3.4.3 在多层膜上镀MgF₂增透膜
• 3.4.4 结果与分析
• 3.5 小结
• 第四章 多层膜的LITV效应
• 4.1 连续激光做光源的LITV信号测量系统
• 4.2 YBCO/LPMO和YBCO/LSCO多层膜制备
• 4.3 多层膜的激光感生电压
• M/LPMO_N）_L多层膜的LITV信号的影响'>4.3.1 衬底倾角对（YBCO_M/LPMO_N）_L多层膜的LITV信号的影响
• L多层膜的LITV信号的影响'>4.3.2 膜层周期对（YBCO/LPMO）_L多层膜的LITV信号的影响
• 4.4 结论
• 第五章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A（硕士期间发表的主要论文）