Sn1As20S79薄膜光折变效应研究与条形波导制备

"Sn1As20S79薄膜光折变效应及其条波导制备研究，孙蓓，陈抱雪，实验研究了Sn1As20S79非晶态半导体薄膜的光折变效应及其膜厚变化的现象，归纳了沉积态样品、退火态样品和光饱和态样品的实验规律，提出和采用紫外光激励的方法试制了Sn1As20S79条形波导，632.8nm波长导模激励显示该波导具有良好的导波特性。" 本文主要探讨了Sn1As20S79非晶态半导体薄膜在光折变效应方面的研究，这是一种重要的非线性光学材料，尤其适用于红外领域的应用。非晶态硫族多元化合物半导体，如Sn1As20S79，因其独特的光学性质，被广泛用于制造红外透镜、红外生化传感器、CO2激光传输光纤、高速光开关等多种光学设备。As2S8的低平均配位数和较高的反常电子组态缺陷密度使其能隙内存在多个次能级，这使得材料表现出独特的光-光效应。 研究者通过光阻断效应的实验观察到，As2S8中的次能级电子跃迁过程对信号光的吸收，可以通过带隙光激励进行抽运。然而，光阻断效应的恢复响应相对较慢，受限于极化子自陷势阱对受激电子的反复俘获。为改进这一情况，研究者尝试在As2S8中掺杂Sn，形成了Sn1As20S79。Sn1As20S79的独特配价键抗键态能级提供了一个浅能级退激通道，显著提高了光阻断效应的恢复响应，并降低了残留损耗。 在制备Sn1As20S79条状波导的过程中，研究人员发现传统的反应离子蚀刻或湿法蚀刻工艺并不适用。反应离子蚀刻无法使As气化，而湿法蚀刻则因为Sn1As20S79对碱性溶液的不耐受而难以实现。因此，他们转向了研究Sn1As20S79薄膜的光折变效应，即材料在特定剂量紫外光照射下，其折射率会发生显著升高。这一变化在长达半年的室温条件下依然稳定，显示出其潜在的实用性。 通过紫外光激励，成功制备出Sn1As20S79条形波导，并在632.8nm波长下进行了导模激励实验，结果表明该波导具有良好的导波特性。这项研究不仅深化了对Sn1As20S79薄膜光折变效应的理解，也为非线性光学器件的制造提供了新的途径，特别是在光通信和光信息处理等领域有着广阔的应用前景。