阙永梅论文答辩.ppt

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1、指导老师：赖国忠答辩人：阙永梅班级：09物本学号：2009042123论文题目温度对PbS薄膜光学性质的影响2013.6.91234一、论文框架实验结果与讨论引言引言介质膜的介电模型及光学常数计算介质膜的介电模型及光学常数计算PbS薄膜的制备引言PbS是一种直接跃迁的Ⅳ-Ⅵ族窄带化合物半导体材料，近年来国外已成功将PbS作为红外发射器及太阳能控制器的覆料使用，已成为新型高科技材料研究的热门。PbS已被广泛用作发光二极管（LED）、生物荧光探针、摄影、红外探测、Pb2+离子选择性传感器和太阳能接收器。二、论文背景三、论文意义本实验用化学浴沉积法制备了PbS薄膜，利用分光光度计测出了

2、不同温度下制备的PbS薄膜在250-900nm波长范围内的透射谱,在此基础上用采用FB模型加修正的德鲁特模型(FBM+MDM),通过计算机程序对实测透射谱进行了拟合，得到了样品的光学常数随波长的变化曲线及样品的厚度。1、介质膜折射率计算四、介质膜的介电模型及光学常数计算Tf其中n0n0是空气折射率λ是光学波长Tf是入射率Ts是透射率ns是折射率由公式：可算出基片的折射率。可算出基片的折射率可算出基片的折射率ns入射率与透射率图2、计算模型FBM：由上式可得，进而得到FBM的介电函数SDM(标准德鲁特模型)：为SDM中的散射能量，为常量FB模型加修正的德鲁特模型(FBM+MDM)F

3、B模型加修正的德鲁特(FBM+MDM)：3、最优化函数的原理及优化过程PbS的介电函数实部表示为:基于光学介电函数方程式，把上述光学模型编成计算机程序，通过寻找最优化函数的极小值，来确定硫化铅膜的一定波长范围内的光学色散关系，即折射率和消光系数随波长的变化。其目标计算函数(f1)为式中，是波长，n为折射率，k消光系数，d为厚度Tmeas(λ)指为测量的透射率，Tcalk(λ)指参考计算透射率。在计算过程中通过调整膜的厚度范围及拟合参数，使上式达到极小值，通过逐次逼近，得到光学常数及膜厚。五、PbS薄膜的制备本实验采用化学沉积法（CBD）制备PbS薄膜所需药品：醋酸铅、氢氧化钠、硫

4、脲、柠檬酸钠、无水乙醇、稀盐酸、蒸馏水实验仪器：电子天平、药勺、烧杯、基片、玻璃棒、铁架台、木夹子基片的清洗:石英基片规格为25mm×25mm×0.5mm，沉积前用无水酒精清洗制备过程：分别倒入烧杯中并加入适量的蒸馏水，用玻璃棒搅拌，柠檬酸钠溶液倒入乙酸铅溶液中并搅拌，这时溶液呈乳白状，再将NaOH倒入其中并搅拌，这时溶液变为澄清，最后将硫脲倒入以上混合液中并搅拌，最后混合液的总体积为150ml。保持热水浴的温度为225℃、250℃、275℃、300℃分光光度计测PbS透射谱：将化学浴沉积法制备的PbS薄膜，利用分光光度计测出了不同温度下制备的PbS薄膜250-900nm波长范围

5、内的透射谱1、温度对PbS薄膜透射率的影响六、实验结果与讨论图4-1-1不同温度下沉积样品的实测透射光谱比较曲线实验表明：温度越高，沉积液中分子运动速度越快，沉积越快，相同时间条件下，薄膜越厚，透射率越低。2、拟合透射谱及样品的光学常数图4-2-1225℃下沉积样品实测与拟合透射光谱的比较图由图可知：样品实测与拟合透射光谱比较吻合，表明我们的拟合过程是正确的3、温度对PbS薄膜光学常数和厚度的影响图4-3-1不同温度下沉积样品的光学常数由图可知：在某一温度下，沉积样品的折射率n和消光系数k随光波长的增大而减小；在某一波长值时，沉积样品的折射率n和消光系数k都随温度的增大而减小。光

6、波长在840-900nm时250℃、275℃温度下的折射率值比较接近。表4-3-1光学常数手册与实测光学常数对比光学常数手册数值样品的计算值μmnknk0.77494.620.943.45-3.600.4-0.70.88564.500.833.425-3.6750.35-0.65通过比较可以看出实验结果与手册总体吻合，差别的原因在于沉积的温度、时间不同，反应物的质量不同导致溶液浓度不同，这些因素导致样品沉积的细致程度不同，从而晶粒大小不同，所以所得折射率和消光系数不同。表4-3-1不同温度下沉积样品的厚度由表4-3-1数据得出，温度不同时沉积样品的厚度略有不同，且随着温度的升高不

7、是线性的增减,在225-275℃时,随着沉积温度的升高样品厚度略有增大,但在300℃下沉积的样品反而又变薄.这主要是因为在300℃下样品沉积的薄膜更致密，晶粒大小分布更均匀，所以其透射率会变低。温度（℃）厚度（nm）225221250221275227300219七、总结本实验用化学浴沉积法制备了PbS薄膜，利用分光光度计测出了不同温度下制备的PbS薄膜在250-900nm波长范围内的透射谱,在此基础上用采用FB模型加修正的德鲁特模型(FBM+MDM),通过计算机程序对实测透射谱