研究目的
研究利用磁控溅射系统中的斜角沉积法制备的TiN纳米棒阵列中的可调谐等离子体共振现象。
研究成果
利用氮化钛的可调光学特性来调控氮化钛纳米棒的等离激元共振。无偏压沉积时氮化钛薄膜介电常数与氮气流量的依赖关系，与应用偏压时呈现相反趋势。通过调节氮气流量可改变相应的纵向共振波长。沉积过程中施加额外偏压会改变纳米棒相对于法向表面的倾斜角度。该方法不仅能调控共振波长，还能保持高消光率。
研究不足
该研究聚焦于氮化钛纳米棒阵列中的可调谐等离子体共振，但该制备方法的实用性及可扩展性可能需要进一步探究。
1：实验设计与方法选择
采用磁控溅射系统中的斜角沉积技术制备了TiN纳米棒阵列。通过改变基底偏压和氮气流量等沉积参数，制备了多种TiN纳米棒阵列。
2：样品选择与数据来源
在进行斜角沉积前先沉积均匀的TiN薄膜，并获取不同沉积参数下的介电常数谱。
3：实验设备与材料清单
直流磁控溅射系统、直径3英寸/厚度4毫米/纯度99.99%的钛靶、石英晶体微天平、可变角度光谱椭偏仪（J. A. Woollam公司VASE型）、日立4150分光光度计。
4：实验流程与操作步骤
在4×10?3托压力下进行沉积，调节氮气流量。通过石英晶体微天平控制沉积速率并固定为0.07纳米/秒。测量并比较TiN纳米棒阵列的偏振相关消光光谱。
5：数据分析方法
使用可变角度光谱椭偏仪测量介电常数随波长的变化关系。通过测量各样品反射率R和透射率T随波长λ及入射角θ的变化关系，推导出消光E光谱。
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Variable angle spectroscopic ellipsometry
VASE
J. A. Woollam Co.
Used to measure the permittivity as a function of wavelength.
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Spectrophotometer
Hitachi 4150
Hitachi
Used to measure the reflectance R and transmittance T of each sample.
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DC magnetron sputtering system
Used for depositing TiN films and nanorod arrays.
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Ti target
3 inches diameter, 4 mm thickness, 99.99% purity
Used as the source material for sputtering.
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Quartz crystal microbalance
Used to control the deposition rate.
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FDTD software
FDTD Solutions 8.11.337
Used for near-field simulation to examine the variation of the localized field enhancement with the wavelength.
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