飞秒激光诱导二氧化钛金红石晶体相变及钡铁氧体磁光薄膜性能研究
飞秒激光由于脉冲非常短，经透镜聚焦后，焦点处光强可以高达1014w/cm2，由于焦点区域具有超高的电场强度，从而可以产生激光诱导多光子吸收、多光子电离等非线性效应。我们利用飞秒激光对金红石结构TiO2进行辐照，成功诱导出锐钛矿结构。
通过拉曼光谱研究飞秒激光辐照的TiO2晶体(金红石)，发现了金红石结构到锐钛矿结构的相变。激光的平均功率为300mW辐照晶体时，金红石相的Eg模式强度增强，而Alg模式强度减弱，随着辐照时间的增加，锐钛矿相拉曼光谱振动模呈现，部分金红石相晶体相变为锐钛矿相二氧化钛。锐钛矿相二氧化钛相变量随辐照时间增加先达到最大后逐渐降低。平均功率300mW辐照100s时坑陷的拉曼线扫描图显示在中心区域相变量较大。
当激光功率较大时，能量密度也较大，此时首先晶体通过多光子吸收等非线性效应吸收激光的能量，在等离子体淬火冷却过程中形成了低温相锐钛矿结构。当辐照功率较小时，锐钛矿相变不明显，并且随着辐照功率的增加，锐钛矿相对应各振动模式对应光谱强度增强。通过比较不同功率辐照60s后的拉曼光谱，金红石相Eg(445 cm-1)振动模式标志峰和锐钛矿Alg+Blg(515 cm-1)振动模式标志峰，两者对应光谱面积呈一定规律，即随着辐照激光功率的增大，锐钛矿515 cm-1标志峰和金红石相445 cm-1标志峰面积比大致呈增大趋势，通过随后的混合相粉体对比实验，肯定了这一现象。
钡铁氧体因其良好的化学稳定性、抗腐蚀性和高各向异性，近年来引起很多关注，这一铁磁材料已经被广泛应用于磁性和磁光器件的制造。通过掺杂钴离子增强其旋光效应，利用溶胶凝胶镀膜和脉冲激光沉积(PLD，Pulsed LaserDeposition)技术制备出钡铁氧体磁光薄膜。
将磁光薄膜直接置放于起偏器与检偏器之间，采用消光法测量磁光效应。通过改变激光器波长测得了透过率曲线、法拉第旋转角。
飞秒激光;二氧化钛;金红石结构;晶体相变;钡铁氧体;磁光薄膜
上海大学
硕士
凝聚态物理
钟敏建
2008
中文
P578.47;O484.41;O792
56
2009-02-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）