光在CuZn合金薄膜-空氣界面?zhèn)鞑ヌ匦匝芯?pdf

1、金屬基薄膜是眾多光學器件的重要基礎材料，在現(xiàn)代光學儀器和光電子材料中具有舉足輕重的作用。本論文對近年來觀察到金屬基微納結構的負折射現(xiàn)象及其研究進展進行了系統(tǒng)介紹。為了理解金屬在人工復合結構中的作用及負折射現(xiàn)象產生的物理機制，研究光波在天然金屬基薄膜界面的折射特性具有著重要意義。
　　基于上述背景，本論文主要圍繞著光在金屬基薄膜中的傳播特性開展了有關不同組份CuZn合金和Zn金屬基薄膜界面光波的折射效應的研究工作，主要包含以下內容:

2、
　　一、利用射頻磁控濺射法制備了一系列楔角精確可控的楔形合金和金屬薄膜樣品，在Snell定律的框架下，應用光程放大法對發(fā)生在金屬/空氣界面的折射現(xiàn)象進行了觀測，獲得了有效折射率、入射角與折射角三者之間的定量關系，并利用橢圓偏振光譜儀測量了金屬薄膜樣品在1.5-4.5 eV能量區(qū)間內的復介電函數譜及復折射率。實驗結果表明，Cu0.9Zn0.1、Cu0.7Zn0.3兩種組份合金樣品在可見波段的Drude區(qū)均存在負折射現(xiàn)象;且隨著入射

3、光能量的增加，從Drude區(qū)到帶間躍遷區(qū)域，折射角發(fā)生由負到正的變化;對于純金屬Zn樣品，在可見波段不完全符合Drude電子帶內躍遷模型，因此不存在負折射特性。
　　二、根據實驗測量結果，對可能導致光在金屬薄膜界面產生奇異光折射現(xiàn)象的多種爭議性機理進行了討論與分析，認為金屬在可見波段的正、負折射效應與金屬帶內及帶間躍遷區(qū)域的不同色散特性及其所引起的群速度和群折射率的變化規(guī)律相關，而與等離子共振效應、負磁導率效應等機制無關。