摘要 利用反应脉冲直流磁控溅射技术进行了一项实验研究,探索了在 623 K (± 5K) 下沉积的半导体氧化钇薄膜的光谱和结构特性。根据 x 射线衍射和透射电子显微镜测量的结果,一氧化钇很可能在 β-Y 2 O 3 和 α-Y 2 O 3 之间的过渡区中形成,并伴有晶体 Y 2 O 3 。由于 4d 和 5s 轨道之间的能量分离低和/或相应轨道亚能级的自旋状态不同,一氧化物的稳定性在热力学意义上最有可能受晶体大小的自身限制。与金属氧化物立方结构相比,这种行为会导致晶体结构扭曲,并且还会影响纳米晶/非晶相的排列。此外,椭圆偏振光谱法表明半导体氧化钇的形成特征比结晶的 Y 2 O 3 更显著,且大多为非晶态。我们的目的是利用目前的研究结果,加深对不寻常价态 (2+) 钇的形成动力学/条件的理解。
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摘要:氧化钇(Y 2 O 3 )因其在各种高强度结构部件、微电子和光电子器件中的潜力而受到关注,但这种有前途的材料的非线性光学研究尚未实施。本文不仅理论计算了Y 2 O 3 的电子能带结构,而且以光纤激光器为平台验证了Y 2 O 3 的光学非线性。同时,通过使用不同厚度的Y 2 O 3 可饱和吸收体,进一步探究了样品厚度对激光性能的影响。结果表明Y 2 O 3 不仅具有良好的光学非线性,而且通过调节Y 2 O 3 的厚度有利于超快光子的研究。因此,Y 2 O 3 可以作为一种潜在的可饱和吸收体候选者进行深入的研究和应用。
三价铈 (Ce 3 +) 掺杂的氧化钇 (Y 2 O 3 ) 基质晶体由于其流行的 5d-4f 光学跃迁而引起了广泛的兴趣。先前的研究已经证明了 Y 2 O 3 :Ce 体系的优异光学性能,但是微观结构仍不清楚。Y 2 O 3 :Ce 微观结构的缺乏可能会对进一步挖掘其潜在应用造成问题。为此,我们基于 CALYPSO 结构搜索方法结合密度泛函理论计算,全面研究了 Y 2 O 3 :Ce 晶体的结构演变。我们的研究结果揭示了一种具有 R-3 组对称性的新型菱面体相 Y 2 O 3 :Ce。在基质晶体中,中心位置的 Y 3 + 离子可以自然地被掺杂的 Ce 3 + 取代,从而形成完美的笼状结构。我们发现一个有趣的相变:当杂质Ce3+掺杂到基质晶体中时,Y2O3的晶体对称性由立方变为菱面体。当Ce3+的标称浓度为3.125%时,由于基质晶体中占据点的不同,也识别出许多亚稳态结构。模拟了Y2O3:Ce的X射线衍射图,理论结果与实验数据相一致,证明了最低能量结构的有效性。声子色散的结果表明基态结构是动态稳定的。电子性质分析表明Y2O3:Ce具有4.20eV的带隙,这表明杂质Ce3+离子的掺入导致Y2O3基质晶体从绝缘体到半导体的转变。同时,电子局域化函数表明晶体中O原子的强共价键可能对基态结构的稳定性有很大贡献。这些结果阐明了Y 2 O 3 :Ce的结构和成键特征,也为理解实验现象提供了有用的见解。
摘要:氧化钇(Y 2 O 3 )具有良好的物理和光电性能,被广泛应用于金属增强复合材料、微电子器件、波导激光器、高温防护涂层等。然而,目前对Y 2 O 3 作为可饱和吸收体(SA)在光纤激光器中的非线性光学应用研究很少。本文展示了一种以Y 2 O 3 为Q开关器件的被动Q开关近红外光纤激光器。采用双探测器测量技术测量了磁控溅射法制备的Y 2 O 3 SA的光学非线性特性,发现所提出的Y 2 O 3 SA的调制度为46.43%。实现的Q开关激光器在1530 nm处提供26 mW的平均输出功率,脉冲持续时间为592.7 ns。据我们所知,这是第一份关于 Y 2 O 3 作为近红外光纤激光器 Q 开关的光学非线性报告,这可能会加深对 Y 2 O 3 光学非线性特性的理解,并进入光调制和光电器件的潜在市场。