本論文仔細(xì)研究了過渡金屬/介質(zhì)光熱轉(zhuǎn)換薄膜結(jié)構(gòu)的理論設(shè)計與實驗制備方法,并對薄膜結(jié)構(gòu)的制作方法進(jìn)行了深入探析。在理論上,利用傳輸矩陣方法從30種不同的過渡金屬/電介質(zhì)搭配中篩選出一種性能最佳的組合,即8層Ti/SiO2薄膜結(jié)構(gòu)（[Ti/SiO2]8）。在實驗上,采用磁控濺射儀制備此種薄膜結(jié)構(gòu),并對其性能參數(shù)進(jìn)行表征。表征結(jié)果顯示此結(jié)構(gòu)在250-2000nm波段吸收效率達(dá)到98.3%,相較于6層結(jié)構(gòu)大大拓寬了吸收譜段并提升了吸收效率;在700K下熱輻射損失低至0.18,有效抑制了熱輻射引起的能量損失;在入射角為60度條件下,在250-2000nm波段吸收效率仍在90%以上,突破了入射角對光熱轉(zhuǎn)換過程的限制;在溫度低于723K下具有良好的熱穩(wěn)定性,可以廣泛應(yīng)用于各種中低溫光熱轉(zhuǎn)換器件中;表面形貌十分平整,AFM測試結(jié)果表明其表面粗糙度低于1nm。本論文在對8層Ti/SiO2薄膜結(jié)構(gòu)的組分及制作方法進(jìn)行深入研究之后,發(fā)現(xiàn)向SiO2內(nèi)摻入金屬Ti可以有效改變SiO2的光學(xué)常數(shù),并且通過改變摻入金屬Ti的比例,可以控制混合材料的光學(xué)常數(shù)。因此,本論文通過精確控制摻入金屬Ti比例的方法,獲得了一種... 

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 研究的應(yīng)用
        1.1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展
    1.2 本文主要研究內(nèi)容
第二章 過渡金屬/介質(zhì)光熱轉(zhuǎn)換薄膜結(jié)構(gòu)的理論設(shè)計
    2.1 研究的理論背景
    2.2 傳輸矩陣方法
        2.2.1 麥克斯韋方法
        2.2.2 亞伯拉罕方法
    2.3 過渡金屬/介質(zhì)光熱轉(zhuǎn)換薄膜結(jié)構(gòu)的選取
    2.4 厚度對薄膜結(jié)構(gòu)光學(xué)性能的影響
        2.4.1 介質(zhì)層厚度對薄膜結(jié)構(gòu)光學(xué)性質(zhì)的影響
        2.4.2 金屬吸收層厚度對薄膜結(jié)構(gòu)光學(xué)性質(zhì)的影響
        2.4.3 反射層厚度對過渡金屬/介質(zhì)光熱轉(zhuǎn)換薄膜結(jié)構(gòu)光學(xué)性質(zhì)的影響
        2.4.4 總結(jié)
    2.5 理論計算結(jié)果
    2.6 本章小結(jié)
第三章 過渡金屬/介質(zhì)光熱轉(zhuǎn)換薄膜結(jié)構(gòu)的制備及表征設(shè)備
    3.1 實驗設(shè)備及材料
        3.1.1 過渡金屬/介質(zhì)光熱轉(zhuǎn)換薄膜制備設(shè)備
        3.1.2 退火設(shè)備
        3.1.3 實驗材料
    3.2 過渡金屬/介質(zhì)光熱轉(zhuǎn)換薄膜的性能表征設(shè)備
        3.2.1 橢圓偏振光譜儀(SE)
        3.2.2 原子力顯微鏡(AFM)
        3.2.3 X射線光電子能譜技術(shù)（XPS）
第四章 過渡金屬/電介質(zhì)光熱轉(zhuǎn)換薄膜的制備及表征
    4.1 薄膜形成過程及濺射鍍膜原理
        4.1.1 薄膜的形成過程
        4.1.2 濺射鍍膜原理
    4.2 基片清洗
    4.3 過渡金屬/介質(zhì)光熱轉(zhuǎn)換薄膜的制備
    4.4 實驗參數(shù)定標(biāo)
    4.5 實驗參數(shù)列表
    4.6 退火實驗流程
    4.7 過渡金屬/介質(zhì)光熱轉(zhuǎn)換薄膜結(jié)構(gòu)性能分析
        4.7.1 光學(xué)吸收率
        4.7.2 熱輻射率
        4.7.3 變角度反射光譜
        4.7.4 熱穩(wěn)定性
        4.7.5 表面形貌
    4.8 本章小結(jié)
第五章 過渡金屬/介質(zhì)多層膜結(jié)構(gòu)的改進(jìn)
    5.1 理論分析
        5.1.1 常用的光學(xué)色散模型
        5.1.2 有效介質(zhì)近似
    5.2 混合膜的制備及表征
        5.2.1 實驗計劃
        5.2.2 結(jié)果分析
    5.3 混合膜結(jié)構(gòu)的性能
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目
附錄3 攻讀碩士學(xué)位期間申請的專利
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]脈沖高能量密度等離子體法制備TiN薄膜及其摩擦磨損性能研究[J]. 劉元富,張谷令,王久麗,劉赤子,楊思澤.  物理學(xué)報. 2004(02)
[2]N2分壓對磁控濺射NbN薄膜微結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的影響[J]. 韓增虎,胡曉萍,田家萬,李戈揚,顧明元.  上海交通大學(xué)學(xué)報. 2004(01)
[3]新材料ITO薄膜的應(yīng)用和發(fā)展[J]. 段學(xué)臣,楊向萍.  稀有金屬與硬質(zhì)合金. 1999(03)



本文編號：3681954