飛秒激光誘導二氧化鈦金紅石晶體相變及鋇鐵氧體磁光薄膜性能研究.pdf

1、飛秒激光由于脈沖非常短，經(jīng)透鏡聚焦后，焦點處光強可以高達1014w/cm2，由于焦點區(qū)域具有超高的電場強度，從而可以產(chǎn)生激光誘導多光子吸收、多光子電離等非線性效應。我們利用飛秒激光對金紅石結(jié)構(gòu)TiO2進行輻照，成功誘導出銳鈦礦結(jié)構(gòu)。 通過拉曼光譜研究飛秒激光輻照的TiO2晶體(金紅石)，發(fā)現(xiàn)了金紅石結(jié)構(gòu)到銳鈦礦結(jié)構(gòu)的相變。激光的平均功率為300mW輻照晶體時，金紅石相的Eg模式強度增強，而Alg模式強度減弱，隨著輻照時間的增加，

2、銳鈦礦相拉曼光譜振動模呈現(xiàn)，部分金紅石相晶體相變?yōu)殇J鈦礦相二氧化鈦。銳鈦礦相二氧化鈦相變量隨輻照時間增加先達到最大后逐漸降低。平均功率300mW輻照100s時坑陷的拉曼線掃描圖顯示在中心區(qū)域相變量較大。 當激光功率較大時，能量密度也較大，此時首先晶體通過多光子吸收等非線性效應吸收激光的能量，在等離子體淬火冷卻過程中形成了低溫相銳鈦礦結(jié)構(gòu)。當輻照功率較小時，銳鈦礦相變不明顯，并且隨著輻照功率的增加，銳鈦礦相對應各振動模式對應光譜強

3、度增強。通過比較不同功率輻照60s后的拉曼光譜，金紅石相Eg(445 cm-1)振動模式標志峰和銳鈦礦Alg+Blg(515 cm-1)振動模式標志峰，兩者對應光譜面積呈一定規(guī)律，即隨著輻照激光功率的增大，銳鈦礦515 cm-1標志峰和金紅石相445 cm-1標志峰面積比大致呈增大趨勢，通過隨后的混合相粉體對比實驗，肯定了這一現(xiàn)象。 鋇鐵氧體因其良好的化學穩(wěn)定性、抗腐蝕性和高各向異性，近年來引起很多關注，這一鐵磁材料已經(jīng)被廣泛應