BiFeO<,3>-SrBi<,2>Nb<,2>O<,9>铁电薄膜的三阶非线性光学与光致发光性能的研究

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以xBiFeO<,3>-(1-x)SrBi<,2>Nb<,2>O<,9>(以下简称xBF-(1-x)SEN)陶瓷为靶材,采用脉冲激光沉积(PLD)技术在石英基片生长了xBF-(1-x)SBN薄膜,其中 x 分别取0.1,0.2和0.3。利用 X 射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线光电子能谱(XPS)等技术研究薄膜的结构、表面形貌等;采用Z-scan技术和分子荧光光谱仪等研究了薄膜的非线性光学性能和光致发光性能。并讨论了沉积气压对薄膜结晶性的影响以及基片温度、退火温度、掺杂Cu对薄膜光致发光性能的影响。 实验结果表明5Pa气压下沉积的薄膜结晶性较好,其组分与靶材几乎一致,且薄膜晶粒排列也比较致密,表面平整度较好;利用Z扫描结果计算出不同组分的三阶非线性极化率的实部和虚部分别为:①x=0.1,ReX<(3)>=3.78×10<-9>esu,ImX<(3)>=1.02×10<-9>esu;②当x=0.2,ReX<(3)>=1.07×10<-9>esu,ImX<(3)>=1.08×10<-9>esu;③x=0.3,ReX<(3)>=9.46×10<-10>esuImX<(3)>=2.64×10<-10>esu; 光致发光谱表明随着基片温度的升高,0.1BF-0.9SBN薄膜的荧光峰强度逐渐降低,而随着退火温度的升高,该薄膜的荧光峰强度则先增强后降低;在掺入金属 Cu 后,0.1BF-0.9SBN薄膜470nm附近的荧光峰强度有所增强,并且在370nm附近出现了一个较明显的发光峰位。
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