(Pb,La)Ti03铁电薄膜的太赫兹时域光谱实验研究.pdf

第29卷，第9期 光谱学与光谱分析 2009年9月 and SpectroscopySpectralAnalysis September，2009 (Pb，La)Ti03铁电薄膜的太赫兹时域光谱实验研究 张婷婷1，张雅鑫¨，吴家刚2，刘崾威1，何洲1，刘盛纲1 1．电子科技大学物理电子学院，四川成都610054 2．四川大学材料科学学院，四川成都610064 响应，获得了三种不同烧结温度的掺镧钛酸铅(PL，T)薄膜的THz频谱。根据实验数据计算得到f-PLT薄膜 在0．2～3THz频段内的吸收系数、折射率和复介电常数，并对比了三种不同烧结温度的PLT薄膜的实验 计算结果。实验结果表明，三种PLT薄膜在所测频段内均有较强吸收，且都在1．5THz处有一个明显的吸 收峰，在2．25THz处有一个相对较弱的吸收峰。 关键词太赫兹时域光谱；PLT薄膜；烧结温度；吸收谱；折射率；介电常数 中图分类号：0443．5文献标识码：A 大关注[6’7]。由于PLT薄膜具有优良的热释电特性，并且相 引 言 对于体材料而言，薄膜型热释电红外探测器具有分辨率高、 响应快、能与微电子技术集成等优点，因此PLT是高性能热 太赫兹(THz)辐射是指频率在0．1～10THz(波长30～3释电红外探测器比较理想的材料。 mm)间的电磁波，其波段位于微波和红外之间。近十余年 太赫兹探测和太赫兹波的产生一样，是太赫兹科技中的 来，超快激光技术的迅速发展，为THz脉冲的产生提供了稳 一项关键技术，是THz技术投入到实际应用的关键环节之 定、可靠的激发光源，使THz光谱技术和应用研究得到蓬勃 一。由于目前太赫兹辐射源的功率普遍都较低，}14此发展高 发展[1]。太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)是近年来基于超短灵敏度、高信噪比的太赫兹探测技术尤为再要。THz脉冲信 脉冲技术基础上发展迅速的一项太赫兹光谱测量新技术，它 号探测最常采用光电导取样和电光取样的方法。THz连续波 利用检测THz脉冲透射样品或者在样品上发牛反射后THz信号探测，则常采用热效应探测器，它们是基于热吸收的、 信号的变化，从而得到被测样本在THz波段的复介电常数、 具有宽波段响应的探测手法。热释电探测器就是其中的一 色散和吸收等信息。与通常利用Kramers-Kronig关系来提种，具有能在窜温工作、具有广谱响应、无需外部偏置场等 取材料光学常数的方法相比，这一技术更为简单、可靠，并 优点[8]。PLT薄膜优良的热释电特性已使其成为制作热释电 且具有测最精度高的优点【2]。由于很多凝聚态体系的声子振 红外探测器十分理想的材料，发展PLT薄膜在太赫兹热释 动能级都落在THz波段范围内，THz时域光谱技术有望成电探测器的应用也尤为莺要，所以研究PLT薄膜在THz频 为傅里叶变换红外光谱技术和拉曼光谱技术的瓦补技术，用 段的吸收以及介电特性就显得很有意义。本文利用透射型 于材料在THz波段的特性分析L3“]。 铁电薄膜具有压电、热释电、电光、声光、光折变、非线 膜在0．2～3．0THz波段的光谱，得到了PLT薄膜在0．2～ 性光学效应和高介电系数等优良特性，可以用于非挥发性铁 3．0THz频段内的吸收谱、介电特性和色散特性。 电存储器、微型压电驱动器、红外传感器及光调制器等器 件【5]。掺镧钛酸铅(PLT)薄膜是一种改性钛酸铅材料，它具 1实验部分 有介电常数小，热释电系数大，居里温度高，体积热容量小， 热释电系数和介电常数的温度系数小等优点，受到人们的极 1．1实验装置和样品 收稿日期：2008-06—28．修订日期：2008-09—29 (20050614017)资助 作者简介：张婷婷，1985年生，电子科技大学物理电