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真空科学与技术学报2025年第11期:氮化钛薄膜晶粒尺寸对局域表面等离子体共振的影响

来源:期刊VIP网 时间:


作者:蒋琬玉;林鑫;母德涛;贾永峰;符亚军;曹林洪;

单位:西南科技大学材料与化学学院;

摘要:氮化钛因其具有类金属特性且光学性质可调谐的特点,在纳米光子学领域具有极大的吸引力。表面形貌、形状与尺寸等参数可有效调控氮化钛的等离子体特性,然而其薄膜晶粒尺寸对局域表面等离子体共振特性的影响机制尚未得到系统研究。研究通过调控磁控溅射工艺中的氮气浓度与薄膜厚度,制备了一系列不同晶粒尺寸的氮化钛薄膜以探究其等离子体特性。随着溅射过程中氮气浓度的增加,氮化钛薄膜的化学组成趋近于化学计量比,同时晶粒尺寸由18.3 nm逐渐减小至13.2 nm。而当薄膜厚度减小至43 nm时,晶粒尺寸可进一步降低至7 nm。使用椭圆偏正光谱仪对介电函数进行研究,表明晶粒尺寸的减小在增强等离子体特性方面发挥了作用。

关键词:氮化钛;;局域表面等离子体共振;;晶粒尺寸;;薄膜厚度;;N_2浓度

基金资助:四川省科技计划项目(2023NSFSC1990);; 中广核委托项目