飞秒激光微构造硅表面镀AZO膜的形貌及其光学吸收性能  

Surface Morphology and Optical Absorption of Femtosecond Laser Microstructured Silicon Coated with AZO Flim

作　　者：唐万羿 周明[1,3] 任乃飞[1,2] 李保家[1,3] 张伟[1,3] 

机构地区：[1]江苏大学江苏省光子制造科学技术中心重点实验室,江苏镇江212013 [2]江苏大学机械工程学院,江苏镇江212013 [3]江苏大学材料科学与工程学院,江苏镇江212013

出　　处：《中国激光》2011年第12期143-147,共5页Chinese Journal of Lasers

基　　金：国家973计划(2011CB013004);国家自然科学基金(50975129);江苏省高校优势学科建设工程资助项目;江苏省普通高校博士研究生科研创新计划(CX08B_053Z);江苏省研究生创新计划(ZX10B_258Z)资助课题

摘　　要：在SF6气氛中使用飞秒激光对单晶硅表面进行辐照,制造了尖峰状的微结构表面,随后在该表面上通过磁控溅射了一层掺铝氧化锌(AZO)薄膜。考察了样品镀膜前后的表面微结构和光学吸收性能。结果表明,表面尖峰尺寸和间隙会受到激光能量密度的影响,光在这些尖峰中的多次反射是微构造硅在200～1000nm波段具有良好光学吸收性能的主要原因。镀膜后,粗糙表面对入射光的散射和AZO薄膜的增透作用增强了样品在可见光区域(400～800nm)的光学吸收性能,AZO薄膜对红外光的高反射导致样品反射峰的红移。The surface spike microstructures are fabricated by irradiating the surface of mono-crystal silicon with femtosecond laser in the atmosphere of SF6 and then coated with aluminium-doped zinc oxide （AZO） thin film by magnetron sputter method. The surface microstructures and optical absorption of coated and uncoated sample are observed and studied. The results indicate that laser energy density has effect on the size and spacing of the spikes on the surface. The main reason for microstructured silicon exhibiting good optical absorption in the wavelength region of 200--1000 nm is multiple-reflection of incident light between the spikes. The rough surface of microstructured silicon and anti-reflection effect of AZO thin film enhance the visible light （400--800 nm） absorption of coated sample and high infrared light reflection of AZO thin film causes a red-shift of reflection peak.

关 键 词：薄膜 微构造硅 磁控溅射 光学吸收 

分 类 号：O433[机械工程—光学工程] TN249[理学—光学]