论文摘要
本论文首先简要介绍了纳米材料与纳米结构的基本概念、发展历史以及研究现状,综述了当前在模板法合成纳米有序阵列复合结构的制备工艺和物性研究方面所取得的丰硕成果,总结了目前人们在确定薄膜光学常数领域所采用的诸多研究方法和不足。进而,本论文以“Ag/AAO纳米有序阵列复合结构的等效光学常数”为题,主要述及了以下几方面的研究工作和研究结果: 1.理论研究发现薄膜厚度不均匀对薄膜透射率有较大影响,从而引入厚度偏差Δd来修正薄膜透射率,并推出两条透射极值包络线的表达式。在此基础上,给出了确定透明薄膜光学常数的透射极值包络线法。但对于吸收薄膜,我们引入最优化数值算法和计算机拟合技术,对透明薄膜透射极值包络线法进行改进,使其确定厚度不均匀的吸收薄膜光学常数的相对误差被控制在0.5%以内。 2.进一步优化了多孔阳极氧化铝(AAO)模板的制备工艺,研究了其结构特性。同时,使用透明薄膜的透射极值包络线法确定了AAO模板的光学常数,发现AAO模板的重要制备工艺参数阳极电压对其光学常数具有较强的调制作用。即随阳极电压的升高,AAO薄膜的厚度、折射率和光学能隙变大,消光系数减小。计算得到的薄膜厚度与实测值相吻合,这说明计算结果和实验值是自洽的。 3.将金属Ag置入AAO模板制备出Ag/AAO纳米复合结构后,将经改进的透射极值包络线方法运用于该结构,计算了Ag/AAO纳米复合结构的等效光学常数。发现,在540～2700nm波段,Ag/AAO复合结构的等效折射率随波长的减小而缓慢降低,然而在小于540nm波段,等效折射率随波长的减小而又迅速升高。同时理论模拟透射光谱与实验透射光谱在500～2700nm宽波段范围一致吻合。表明该方法可有效确定等效厚度不均匀,且具有较强吸收的Ag/AAO纳米复合结构的等效光学常数,并与实验结果是自洽的。
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