專利名稱：基于Maxwell-Garnett理論的金屬陶瓷薄膜光電特性設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬陶瓷薄膜材料(即金屬氧化物材料)，特指一種用于金屬陶瓷薄膜光電特性的設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
隨著微/納/光電子技術(shù)的發(fā)展，薄膜材料被廣泛的用于激光器、太陽能電池、探測(cè)器、傳感器、平板顯示等領(lǐng)域。因此，薄膜材料的性質(zhì)決定了薄膜元器件的性質(zhì)。大量的研究結(jié)果表明由兩種材料及以上的混合的復(fù)合材料具有單一材料所不具備的光電子特性。 金屬陶瓷薄膜是由金屬和陶瓷材料(介質(zhì)材料)所構(gòu)成的復(fù)合薄膜，因其具有優(yōu)良的光學(xué)特性被廣泛的應(yīng)用于光學(xué)器件、信息存儲(chǔ)及太陽能電池等方面，而摻雜金屬的介電常數(shù)、折射率及消散系數(shù)等對(duì)介質(zhì)材料的光電子特性有重要影響。Maxwell-Garnett (麥克斯韋-格內(nèi)特)理論是由Maxwell和Garnett于1904和 1906年分別提出的，后來成為Maxwell-Garnett理論，簡(jiǎn)稱MG理論。該理論認(rèn)為極少量的金屬微粒分散于介質(zhì)基體中，微粒之間的距離較大，微粒之間無相互作用，各自散射；微粒被瞬時(shí)場(chǎng)誘導(dǎo)極化，外場(chǎng)可由Lorentz (洛倫茲)局域場(chǎng)進(jìn)行修正。MG理論可以用來求解金屬陶瓷彌散微結(jié)構(gòu)的介電常數(shù)等特性。當(dāng)前金屬陶瓷薄膜的主要制備方法有真空蒸發(fā)法、真空濺射法、離子鍍法、化學(xué)汽相淀積法及溶膠凝膠法等。但是，由于金屬陶瓷薄膜材料的不相容性和特定的組分要求，需要精心設(shè)計(jì)，謹(jǐn)慎操作，所以金屬陶瓷薄膜的設(shè)計(jì)及制造工序較為繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能提高金屬陶瓷薄膜光電特性設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和效率、縮短新產(chǎn)品的研發(fā)周期及降低成本的基于Maxwe 11 -Garne 11理論的金屬陶瓷薄膜光電特性設(shè)計(jì)方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是依次包括如下步驟
(I)選擇折射車n1、肖散系數(shù) k1的介質(zhì)材料以及選擇折射率n2、消散系數(shù)k2的摻雜
金屬材料，計(jì)算出介質(zhì)材料的介電常數(shù)ε1 =n12-k12+2in1k1和摻雜金屬材料的介電常數(shù)
ε2=n22-k22+2in2k2 i為虛數(shù)單位；
(2)根據(jù)公式
權(quán)利要求
1. 一種基于Maxwell-Garnett理論的金屬陶瓷薄膜光電特性設(shè)計(jì)方法,其特征是依次包括如下步驟(1)選擇折射率A、消散系數(shù)i的介質(zhì)材料以及選擇折射率巧、消散系數(shù)4的摻雜金屬材料，計(jì)算出介質(zhì)材料的介電常數(shù)5 = 2- 2+ 、和摻雜金屬材料的介電常數(shù)
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于Maxwell-Garnett理論的金屬陶瓷薄膜光電特性設(shè)計(jì)方法，先選擇介質(zhì)材料和摻雜金屬材料的折射率及消散系數(shù)，計(jì)算出介質(zhì)材料和摻雜金屬材料的介電常數(shù)，再計(jì)算出金屬陶瓷薄膜的介電常數(shù)、折射率及消散系數(shù)，然后計(jì)算出金屬陶瓷薄膜的透射率和吸收系數(shù)，最后將所需金屬陶瓷薄膜透射率的透射率或吸收系數(shù)設(shè)計(jì)值與計(jì)算所得的透射率或吸收系數(shù)進(jìn)行比較，如果結(jié)果不一致，則修改金屬摻雜量的值重復(fù)計(jì)算，結(jié)果一致為止的金屬摻雜量為所求最終的摻雜量；本發(fā)明具有準(zhǔn)確、科學(xué)、效率高的特點(diǎn)，能夠全面地揭示金屬陶瓷薄膜材料光電特性隨摻雜金屬、摻雜量及入射光波長(zhǎng)等參數(shù)的變化規(guī)律。
文檔編號(hào)G02B27/00GK102540462SQ20121003732
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月20日
發(fā)明者于新剛, 劉健, 宋喜福, 席濤, 張立強(qiáng), 李霞龍, 楊修文, 楊平, 王雪楠, 謝方偉, 趙艷芳, 陳敏 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)