稀土氧化物薄膜激光感生电压特性研究

"该研究通过使用德国Lambda公司的LPX300I型KrF激光器在LaAlO3单晶衬底上制备了La0.5(CaSr)0.5MnO3（LCSMO）和La0.9Ca0.1MnO3（LCMO）两种稀土氧化物薄膜，并对这两种薄膜进行了激光感生电压（LIV）信号的采集。采用波长248nm，重复频率为1Hz，能量300mJ的激光照射，探讨了LIV信号的波形特征，并发现其半峰全宽与数据采集卡的临界采样率成反比。这一发现对于新型激光功率/能量器件的设计和制作具有指导意义。" 本文深入研究了稀土氧化物薄膜在激光激发下的电性能，特别是关于激光感生电压（LIV）信号的产生和采集。研究采用了高能脉冲激光技术，利用Lambda公司的LPX300I型KrF激光器，其脉冲激光输出波长为248纳米，具有5Hz的重复频率和400毫焦耳的能量。在特定条件下，将这种激光束倾斜5°射向LaAlO3单晶衬底上的LCSMO和LCMO薄膜，以观察和分析激光作用下薄膜表面产生的电压信号。 激光感生电压（LIV）是激光与材料相互作用时，由于热释电效应或光电效应等物理过程产生的电压信号。在本研究中，使用相同波长（248nm）但能量为300毫焦耳，重复频率为1Hz的激光对薄膜进行照射，收集产生的LIV信号。通过对信号响应的波形特征进行详细分析，实验揭示了LIV信号的半峰全宽与数据采集卡的临界采样率之间存在反比关系。这意味着，更高的采样率可以更精确地捕捉到快速变化的信号细节，而较低的采样率可能导致信号失真。 这一发现对于理解激光与材料相互作用的机制至关重要，同时也为开发新型激光功率/能量测量设备提供了关键的理论基础。选择合适的临界采样率可以确保设备能够有效地捕捉和解析快速响应的光谱信号，这对于高速、宽光谱的激光应用，如激光雷达、光通信和精密测量等领域，具有重要的实际应用价值。 此外，稀土氧化物LCSMO和LCMO因其独特的磁电性质，常被用于磁性存储、传感器和自旋电子器件等。通过激光感生电压的研究，可以进一步优化这些材料的性能，提升器件的响应速度和效率。因此，这项工作不仅对材料科学，尤其是稀土氧化物薄膜的研究有所贡献，还对激光技术及其在信息处理、能源转换和光学检测等领域的应用有着深远的影响。