掺入硅元素以优化 Sb2Se3: 基于纳米复合材料的光学相变材料调控
材料科学
2025-10-20 v1 应用物理
摘要
氟化物基光学相变材料（OPCMs）在可逆切换其稳定无定形和晶体态后，折射率具有较大的对比度。由于其作为非易失幅值或相位调制器在 various 光子器件中的多功能性，OPCMs 迅速受到关注。然而，仍面临着实现可靠响应并在可见光谱范围内保持透明性的挑战，而当前的宽带OPCMs（如 Ge2Sb2Te4Se1、Sb2Se3 或 Sb2S3）在这方面表现不足。因此，发现新型材料或工程化现有材料，对扩展OPCMs的应用范围至关重要。本文采用磁浆喷溅法研究硅掺杂对 Sb2Se3的影响。我们采用 ellipsometry、X射线衍射、拉曼光谱以及扫描和透射电子显微镜等手段探讨硅掺杂对光学性能和晶体结构的影响，并将结果与第一性原理计算进行比较。此外，我们通过纳米差分扫描量规（NanoDSC）研究薄膜的结晶和快速冷却。实验结果表明，20%硅掺杂显著提升了两种态下的透明度窗口，具体至无定形相的 800 nm（1.55 eV），同时通过降低熔点来降低能耗。然而，这种降低以牺牲态间折射率对比度以及相变动力学减缓为代价。
引用
@article{arxiv.2510.14990,
title = {Incorporating Si into Sb2Se3: Tailoring Optical Phase Change Materials via Nanocomposites},
author = {Chih-Yu Lee and Yi-Siou Huang and Felix Adams and Chuanyu Lian and Hongyi Sun and Jie Zhao and Zichao Ye and Nathan Youngblood and Juejun Hu and Leslie H Allen and Yifei Mo and Ichiro Takeuchi and Carlos A Rios Ocampo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.14990},
year = {2025}
}
备注
5 Figures, 2 tables, 17 pages