SiO2薄膜红外波段介电常数谱的高斯振子模型研究∗

刘华松 杨霄 王利栓 姜承慧 刘丹丹季一勤 张锋 陈德应

1)(中国航天科工飞航技术研究院,天津津航技术物理研究所,天津市薄膜光学重点实验室,天津 300308)

2)(哈尔滨工业大学光电子技术研究所,可调谐激光技术国防科技重点实验室,哈尔滨 150080)

SiO2薄膜红外波段介电常数谱的高斯振子模型研究∗

刘华松1)2)杨霄1)王利栓1)2)姜承慧1)刘丹丹1)季一勤1)2)†张锋1)陈德应2)

1)(中国航天科工飞航技术研究院,天津津航技术物理研究所,天津市薄膜光学重点实验室,天津 300308)

2)(哈尔滨工业大学光电子技术研究所,可调谐激光技术国防科技重点实验室,哈尔滨 150080)

(2016年8月10日收到;2016年12月5日收到修改稿)

在无定形SiO2非晶材料红外波段反常色散区介电常数研究中,复合高斯振子模型是介电常数重要的色散模型之一,复合振子中振子的数量和物理意义是重要的研究内容.基于化学计量学中的因子分析技术,提出将SiO2薄膜特征振动峰的数量等效为化学组分的振子数量的方法.采用离子束溅射沉积方法制备了厚度分别为100,200,···,800 nm的8种SiO2薄膜样品,以这8个样品的红外光谱透射率作为光谱矩阵元素.通过因子分析技术确定了400—4000 cm−1波数范围内高斯振子数量为9个,使SiO2薄膜的介电常数反演计算结果具有明确的物理意义.通过对3000—4000 cm−1波数范围内介电常数的分析,确定了薄膜中具有明显的含水(或羟基)化学缺陷,并且这种缺陷影响到整个红外波段内的介电常数.

SiO2薄膜,因子分析,高斯振子模型,红外波段介电……