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光诱导氧化钒薄膜原位太赫兹波调制特性研究

韦晓莹 李心元 吴环宝 王天鹤 贾晓东

韦晓莹, 李心元, 吴环宝, 王天鹤, 贾晓东. 光诱导氧化钒薄膜原位太赫兹波调制特性研究[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1017005-1017005(7). doi: 10.3788/IRLA201948.1017005
引用本文: 韦晓莹, 李心元, 吴环宝, 王天鹤, 贾晓东. 光诱导氧化钒薄膜原位太赫兹波调制特性研究[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1017005-1017005(7). doi: 10.3788/IRLA201948.1017005
Wei Xiaoying, Li Xinyuan, Wu Huanbao, Wang Tianhe, Jia Xiaodong. Research of photo-excited in-situ terahertz wave modification properties of vanadium oxide thin films[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(10): 1017005-1017005(7). doi: 10.3788/IRLA201948.1017005
Citation: Wei Xiaoying, Li Xinyuan, Wu Huanbao, Wang Tianhe, Jia Xiaodong. Research of photo-excited in-situ terahertz wave modification properties of vanadium oxide thin films[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(10): 1017005-1017005(7). doi: 10.3788/IRLA201948.1017005

光诱导氧化钒薄膜原位太赫兹波调制特性研究

doi: 10.3788/IRLA201948.1017005
详细信息
    作者简介:

    韦晓莹(1984-),女,工程师,博士,主要从事半导体材料器件方面的研究。Email:weixiaoying0413@163.com

  • 中图分类号: TN213

Research of photo-excited in-situ terahertz wave modification properties of vanadium oxide thin films

  • 摘要: 采用磁控溅射及快速热氧化法在c-Al2O3基底制备出高质量的氧化钒薄膜。首先,分析结果表明所制备的氧化钒薄膜表面颗粒大小均匀,表面均方根粗糙度约为16.75 nm,主要成分为VO2和V2O5,V4+离子的含量为78.59%,所制备的氧化钒薄膜具有稳定的热致相变特性;其次,光诱导下薄膜的THz波调制特性研究结果显示,随着激励光功率增大,薄膜的THz透过率逐渐减小;最后,经过多次原位反复测试结果表明所制备的氧化钒薄膜具有稳定可逆的THz波调制特性,可应用于太赫兹开关和调制器等集成式太赫兹功能器件。
  • [1] Federici J, Moeller L. Eview of terahertz and subterahertz wireless communications[J]. Appl Phys, 2010, 107(11):111101.
    [2] Siegel P H. Terahertz technology[J]. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 2002, 50(3):910-928.
    [3] Liu Zhaoyang, Liu Liyuan, Wu Nanjian. Imaging system based on CMOS terahertz detector[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(1):01250001.(in Chinese)
    [4] Luo Muchang, Sun Jiandong, Zhang Zhipeng, et al. Terahertz focal plane imaging array sensor based on AlGaN/GaN field effect transistors[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(3):0320001. (in Chinese)
    [5] Kosugi T, Shibata T, Enoki T, et al. A 120 GHz millimeter wave MMIC chipset for future broad band wireless application[J]. IEEE MTT-S Int. Microw Symp Dig, 2003, 2(1):129-132.
    [6] Singh R, Chowdhury D R,Xiong J, et al. Influence of film thickness in THz active metamaterial devices:A comparison between superconductor and metal split-ring resonators[J]. Appl Phys Lett, 2013, 103(6):061117.
    [7] Padilla W J, Taylor A J, Highstrete C, et al. Dynamical electric and magnetic metamaterial response at terahertz frequencies[J]. Phys Rev Lett, 2006, 96:107401.
    [8] Chae B G, Kim H T, Youn D H. Abrupt metal-insulator transition observed in VO2 thin films induced by a switching voltage pulse[J]. Physica B:Condensed Matter, 2005, 369(1-4):76-80.
    [9] Dejene F B, Ocaya R O. Electrical, optical and structural properties of pure and gold-coated VO2 thin films on quartz substrate[J]. Current Applied Physics, 2010, 10(2):508-512.
    [10] Rini M, Cavalleri A, Schoenlein R W. Photoinduced phase transition in VO2 nanocrystals:ultrafast control of surface-plasmon resonance[J]. Optics Letters, 2005, 30(5):558-560.
    [11] Wen Q Y, Zhang H W, Yang Q H, et al. Terahertz metamaterials with VO2 cut-wires for thermal tenability[J]. Appl Phys Lett, 2010, 97(2):021111.
    [12] Zhao Y, Lee J H, Zhu Y H, et al. Structural, electrical, and terahertz transmission properties of VO2 thin films grown on c-, r-, and m-plane sapphire substrates[J]. J Appl Phys, 2012, 111(5):053533.
    [13] Pashkin A, Kubler C, Ehrke H, et al. Ultrafast insulator-metal phase transition in VO2 studied by multiterahertz spectroscopy[J]. Phys Rev B, 2011, 83(19):195120.
    [14] Shi Q W, W X Huang, J Wu, et al. Terahertz transmission characteristics across the phase transition in VO2 films deposited on Si, sapphire, and SiO2 substrates[J]. J Appl Phys, 2012, 112(3):033523.
    [15] Mandal P, Speck A, Ko C, et al. Terahertz spectroscopy studies on epitaxial vanadium dioxide thin films across the metal-insulator transition[J]. Opt Lett, 2011, 36(10):1927-1929.
    [16] Chen H T, Padilla W J, Ozide J M, et al. Active terahertz metamaterial devices[J]. Nature, 2006, 444(7119):597-600.
    [17] Chen H T, Padilla W J, Cich M J, et al. A metamaterial solid-state terahertz phase modulator[J]. Nat Photonics, 2009, 3(3):148-151.
    [18] Chan W L, Chen H, Taylor A J, et al. A spatial light modulator for terahertz beams[J]. Appl Phys Lett, 2009, 94(21):213511.
    [19] Jeong Y G, Bernien H, Kyoung J S. Electrical control of terahertz nano antennas on VO2 thin film[J]. Opt Express, 2011, 19(22):21211-21215.
    [20] Rini M, Tobey R, Dean N, et al. Control of the electronic phase of a manganite by mode-selective vibrational excitation[J]. Nature (London), 2007, 444:72-74.
    [21] Kbler C, Ehrke H, Huber R, et al. Coherent structural dynamics and electronic correlations during an ultrafast insulator-to-metal phase transition in VO2[J]. Phys Rev Lett, 2007, 99:116401.
    [22] Nakajima M, akuboN T, Hiroi Z, et al. Study of photo-induced phenomena in VO2 by terahertz pump-probe spectroscopy[J]. Journal of Luminescence, 2009, 129(12):1802-1805.
    [23] Chen Z, Wen Q Y, Dong K, et al. Ultrafast and broadband terahertz switching based on photo-induced phase transition in vanadium dioxide films[J]. Chin Phys Lett, 2013, 30(1):017101.
  • [1] 马占锋, 王颖, 汪超, 叶帆, 高健飞, 黄立.  一种高性能氧化钒热敏薄膜的制备和应用 . 红外与激光工程, 2021, 50(2): 20200349-1-20200349-6. doi: 10.3788/IRLA20200349
    [2] 蒙成举, 韦吉爵, 苏安, 潘继环, 高英俊.  双通道光子晶体滤波器的电控调制研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(S2): 20200222-20200222. doi: 10.3788/IRLA20200222
    [3] 毕凌志, 袁明辉, 朱亦鸣.  利用太赫兹波检测建筑物内钢筋的方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(1): 125003-0125003(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0125003
    [4] 史杰, 钟凯, 刘楚, 王茂榕, 乔鸿展, 李吉宁, 徐德刚, 姚建铨.  太赫兹频段金属粗糙表面散射特性 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1217004-1217004(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1217004
    [5] 王启超, 汪家春, 赵大鹏, 陈宗胜, 董海龙, 时家明.  碳类烟幕材料对太赫兹波的衰减特性 . 红外与激光工程, 2017, 46(5): 525001-0525001(5). doi: 10.3788/IRLA201746.0525001
    [6] 李忠洋, 谭联, 邴丕彬, 袁胜.  OH1晶体中级联光学差频效应产生太赫兹波 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1025001-1025001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1025001
    [7] 刘伟伟, 赵佳宇, 张逸竹, 王志, 储蔚, 曾斌, 程亚.  飞秒激光成丝过程中的太赫兹波超光速传输现象研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 402001-0402001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0402001
    [8] 王花, 孙晓红, 王真, 齐永乐, 王毅乐.  太赫兹波超材料吸波体的特性分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1225003-1225003(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1225003
    [9] 李忠洋, 张云鹏, 邴丕彬, 袁胜, 徐德刚, 姚建铨.  非共线相位匹配太赫兹波参量振荡器级联参量过程的研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(3): 990-995.
    [10] 田媛, 韩一平, 牛化恒, 雷园.  弱电离高超声速流场对太赫兹波传播影响 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3690-3695.
    [11] 杨晶, 赵佳宇, 郭兰军, 刘伟伟.  超快激光成丝产生太赫兹波的研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(3): 996-1007.
    [12] 彭龙瑶, 钟森城, 朱礼国, 孟坤, 刘乔, 彭其先, 赵剑衡, 张蓉竹, 李泽仁.  基于硅基石墨烯的全光控太赫兹波强度调制系统研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(3): 974-978.
    [13] 宋立伟, 白亚, 许荣杰, 李闯, 刘鹏, 李儒新, 徐至展.  圆偏振周期量级红外激光脉冲驱动产生太赫兹辐射 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 2925-2928.
    [14] 李忠洋, 谭联, 袁源, 邴丕彬, 袁胜, 徐德刚, 姚建铨.  太赫兹波光学参量效应放大特性的理论研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2650-2655.
    [15] 潘继环, 苏安, 蒙成举.  介质折射率对光子晶体量子阱滤波性能的调制 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 833-837.
    [16] 朱思原, 张曼, 沈京玲.  磺苄西林、舒他西林、美洛西林、替卡西林的太赫兹指纹谱 . 红外与激光工程, 2013, 42(3): 626-630.
    [17] 何雅兰, 何金龙, 刘平安.  低损耗太赫兹镀膜金属波导研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(6): 1533-1536.
    [18] 王豆豆, 王丽莉.  低损耗传输太赫兹波的Topas多孔纤维设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2409-2413.
    [19] 李忠洋, 李继武, 邴丕彬, 徐德刚, 姚建铨.  表面出射太赫兹波参量振荡器的设计与增强输出 . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 935-939.
    [20] 李乾坤, 李德华, 周薇, 马建军, 鞠智鹏, 屈操.  单缝双环结构超材料太赫兹波调制器 . 红外与激光工程, 2013, 42(6): 1553-1556.
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-05-05
  • 修回日期:  2019-06-15
  • 刊出日期:  2019-10-25

光诱导氧化钒薄膜原位太赫兹波调制特性研究

doi: 10.3788/IRLA201948.1017005
    作者简介:

    韦晓莹(1984-),女,工程师,博士,主要从事半导体材料器件方面的研究。Email:weixiaoying0413@163.com

  • 中图分类号: TN213

摘要: 采用磁控溅射及快速热氧化法在c-Al2O3基底制备出高质量的氧化钒薄膜。首先,分析结果表明所制备的氧化钒薄膜表面颗粒大小均匀,表面均方根粗糙度约为16.75 nm,主要成分为VO2和V2O5,V4+离子的含量为78.59%,所制备的氧化钒薄膜具有稳定的热致相变特性;其次,光诱导下薄膜的THz波调制特性研究结果显示,随着激励光功率增大,薄膜的THz透过率逐渐减小;最后,经过多次原位反复测试结果表明所制备的氧化钒薄膜具有稳定可逆的THz波调制特性,可应用于太赫兹开关和调制器等集成式太赫兹功能器件。

English Abstract

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