【摘 要】
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近年来,薄膜制造技术的发展,极大推动了电光功能材料薄膜在光全息储存、光信息相位共轭、电光开关以及微电子集成等应用领域的研究。钽铌酸钾(KTaxNb1-xO3,KTN)晶体具有经典A
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近年来,薄膜制造技术的发展,极大推动了电光功能材料薄膜在光全息储存、光信息相位共轭、电光开关以及微电子集成等应用领域的研究。钽铌酸钾(KTaxNb1-xO3,KTN)晶体具有经典ABO3钙钛矿结构,因优良的二次电光性能和铁电性能是优秀的电光信息功能材料之一。本文研究了Ta/Nb为1:1的钽铌酸钾材料,利用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了有序KTN的结构与弹性性能,钾氧空位KTN的结构及光学性能,有序及Li原子掺杂KTN(KLTN)薄膜的结构及光学性能;运用脉冲激光沉积(Pulsed Laser Deposition,简称PLD)法在Pt和石英衬底上制备了择优取向度高的KTN薄膜,并利用双光束紫外可见分光光度计、椭偏仪研究了KTN薄膜的吸收、透射和折射等光学特性。首先,在Material Studio软件平台上构建了有序KTN晶体、钾氧空位KTN晶体、有序KTN薄膜以及Li原子掺杂KTN薄膜模型,然后运用局域态密度近似(LDA)研究计算了它们的结构、弹性、光学等物理性质,讨论有序结构及缺陷结构对材料性能的影响,并探究了(100)晶向的KTN和KLTN薄膜的光学性能。利用脉冲激光沉积法在Pt衬底上制备了(100)晶向上择优取向高达94.62%高品质KTN薄膜,运用双光束紫外可见分光光度计实现对薄膜的吸收和透射光谱曲线测量,发现KTN薄膜的吸收边在300 nm附近,在320~900 nm波长范围内透射率高达80%,利用椭偏仪对薄膜折射率等光学性质进行了测试与分析,得出KTN薄膜在可见光和近红外光波段的折射率n和消光系数k随着波长的增大而减小,符合正常色散Cauchy模型。
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