脉冲激光沉积法制备的氧化锌薄膜的非线性光学特性

摘要： 本工作展示了采用脉冲激光沉积（PLD）法在室温（RT）条件下于载玻片玻璃衬底上制备的氧化锌（ZnO）薄膜的非线性光学特性。PLD系统由真空腔室（配备涡轮分子泵及前级旋转泵）、旋转式样品与衬底夹持器、光学厚度测量系统、红外温度测量系统及纳秒激光系统组成。沉积前将真空腔室抽至约10^-8 mbar，沉积过程在约1.3×10^-1 mbar的氧气背景气压下进行。通过原子力显微镜（AFM）获得的薄膜形貌特性显示其具有均匀平滑的膜层结构。采用X射线衍射（XRD）法分析薄膜结晶性，结果表明主要为具有(002)晶向择优取向的多晶ZnO结构，但部分薄膜含有(101)晶向的Zn相。通过反射率测量结合拟合软件推导薄膜厚度，并采用轮廓仪与AFM测量进行交叉验证，所得薄膜厚度范围为10-220 nm。线性光学特性通过紫外-可见光谱仪测得。此外，我们还通过z扫描法测定了这些ZnO薄膜的非线性光学特性。