【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 增長(zhǎng)率發(fā)展著[812]。 全息記錄全息存儲(chǔ)提供了一種全新的存儲(chǔ)方式．其特點(diǎn)是大容量、高密度、高冗余度、高衍射效率、低噪聲、高分辨率和高保真度．通過(guò)計(jì)算機(jī)制成的全息圖，可將數(shù)量巨大的組合圖像進(jìn)行記錄，并能很好地平衡其顏色，為電子文字和圖像處理系統(tǒng)開(kāi)辟了嶄新的前景。早在1975年，Sakae Zembutsu、Yoshio Toyoshima等就研究了以S和Se為主要成分的硫系非晶薄膜的特性及在超級(jí)全息膠片的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)表明AsSeSGe非晶薄膜在加熱或光輻照時(shí)折射率變化很大，適合全息相存儲(chǔ)；具有很高的分辨率；光敏性可逆，適合于在同一記錄點(diǎn)處進(jìn)行信息的擦除和重寫(xiě)功能；易于獲得大面積薄膜等優(yōu)點(diǎn)適合于全息存儲(chǔ)。硫系玻璃中的光誘導(dǎo)相變現(xiàn)象可望應(yīng)用于光學(xué)海量存儲(chǔ)上。聚焦的激光通過(guò)誘導(dǎo)相變來(lái)寫(xiě)入信息，通過(guò)鑒別無(wú)定形相和晶相的反射光的差別來(lái)讀出信息，銻基硫化物玻璃有望成為在這方面最適合的材料。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器就是將非匹配波長(zhǎng)上的光信號(hào)轉(zhuǎn)到符合要求的波長(zhǎng)上。它是ＷＤＭ的系統(tǒng)中的最重要的部分之一，提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性，消除波長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)優(yōu)化WDM網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，維護(hù)管理。目前實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)變換技術(shù)主要分為兩大類：光／電／光（ＯＥＯ）波長(zhǎng)變換和全光波長(zhǎng)變換(AOWC)。光／電／光型的波長(zhǎng)變換器對(duì)信號(hào)具有再生功能，電信號(hào)的參與使其具有開(kāi)銷處理的功能，允許光信號(hào)的輸入動(dòng)態(tài)范圍較大。但是其電處理技術(shù)應(yīng)用使網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)乃至網(wǎng)絡(luò)的吞吐量變小，且響應(yīng)速度慢，形成“電子瓶頸”。全光波長(zhǎng)變換主要有：基于半導(dǎo)體光放大器(SOA)的交叉增益調(diào)制(XGM)、交叉相位調(diào)制(XPM)和四波混頻(FWM)效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的波長(zhǎng)變換技術(shù)。全光波長(zhǎng)變換因其無(wú)需光電(OE)/電光(EO)轉(zhuǎn)換器件，不受光信號(hào)格式(SignalFormat)以及位速率的限制，利用光的非線性效應(yīng)轉(zhuǎn)換速度快，使光子網(wǎng)絡(luò)具有透明性等優(yōu)點(diǎn)而受到關(guān)注。由于光在介質(zhì)中傳輸特性，全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)化器的主要缺點(diǎn)是不易于集成。隨著硫系非晶材料的研究的深入，這個(gè)問(wèn)題正在逐步解決。硫系非晶薄膜的高折射率，增大了光波導(dǎo)的彎曲程度，便于器件的集成。2009年，澳大利亞國(guó)立大學(xué)CUDOS用As2S3非晶薄膜成功制作出了基于四波混頻的40Gb/s，轉(zhuǎn)換帶寬為80nm的寬帶波長(zhǎng)換轉(zhuǎn)器。該轉(zhuǎn)換器體積小，質(zhì)量輕，轉(zhuǎn)換精確無(wú)錯(cuò)誤。目前利用硫系非晶薄膜制作出更長(zhǎng)、轉(zhuǎn)換速度更快、集成度更高的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)化器正在研究中。. 光學(xué)器件高的光敏性、高的溶解能量、容易制備、組分可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)是硫系非晶薄膜越來(lái)越受到人們的關(guān)注，而折射率比石英玻璃高2—3個(gè)數(shù)量級(jí)更是使它成為集成光學(xué)器件研究的焦點(diǎn)。澳大利亞國(guó)立大學(xué)激光物理中心實(shí)現(xiàn)了集成波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器、光解復(fù)用器、光存儲(chǔ)和光交換為一體的處理速率高達(dá)640Gb/s 的硫系光子芯片，被譽(yù)為下一代因特網(wǎng)數(shù)據(jù)處理中心。 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器就是將非匹配波長(zhǎng)上的光信號(hào)轉(zhuǎn)到符合要求的波長(zhǎng)上。它是ＷＤＭ的系統(tǒng)中的最重要的部分之一，提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性，消除波長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)優(yōu)化WDM網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，維護(hù)管理。目前實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)變換技術(shù)主要分為兩大類：光／電／光（ＯＥＯ）波長(zhǎng)變換和全光波長(zhǎng)變換(AOWC)。光／電／光型的波長(zhǎng)變換器對(duì)信號(hào)具有再生功能，電信號(hào)的參與使其具有開(kāi)銷處理的功能，允許光信號(hào)的輸入動(dòng)態(tài)范圍較大。但是其電處理技術(shù)應(yīng)用使網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)乃至網(wǎng)絡(luò)的吞吐量變小，且響應(yīng)速度慢，形成“電子瓶頸”。全光波長(zhǎng)變換主要有：基于半導(dǎo)體光放大器(SOA)的交叉增益調(diào)制(XGM)、交叉相位調(diào)制(XPM)和四波混頻(FWM)效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的波長(zhǎng)變換技術(shù)。全光波長(zhǎng)變換因其無(wú)需光電(OE)/電光(EO)轉(zhuǎn)換器件，不受光信號(hào)格式(SignalFormat)以及位速率的限制，利用光的非線性效應(yīng)轉(zhuǎn)換速度快，使光子網(wǎng)絡(luò)具有透明性等優(yōu)點(diǎn)而受到關(guān)注。由于光在介質(zhì)中傳輸特性，全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)化器的主要缺點(diǎn)是不易于集成。隨著硫系非晶材料的研究的深入，這個(gè)問(wèn)題正在逐步解決。硫系非晶薄膜的高折射率，增大了光波導(dǎo)的彎曲程度，便于器件的集成。2009年，澳大利亞國(guó)立大學(xué)CUDOS用As2S3非晶薄膜成功制作出了基于四波混頻的40G/s的寬帶波長(zhǎng)換轉(zhuǎn)器。該轉(zhuǎn)換器體積小，質(zhì)量輕，轉(zhuǎn)換精確無(wú)錯(cuò)誤。目前利用硫系非晶薄膜制作出更長(zhǎng)、轉(zhuǎn)換速度更快、集成度更高的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)化器正在研究中。 太陽(yáng)能電池目前市場(chǎng)上應(yīng)用的太陽(yáng)能電池還仍然是以單晶硅或多晶硅電池為主，但薄膜太陽(yáng)能被公認(rèn)為是未來(lái)太陽(yáng)能發(fā)展的主要方向，并已成為國(guó)際上研究最多的太陽(yáng)電池技術(shù)之這是因?yàn)楸∧ぬ?yáng)電池具有生產(chǎn)制造成本低、能量回收期短、便于大面積連續(xù)生產(chǎn)等突出優(yōu)勢(shì)。它另外一個(gè)特點(diǎn)是可被制成柔性可卷曲形狀，這使得其應(yīng)用環(huán)境更加廣泛，例如在建筑光伏一體化、荒漠電站等領(lǐng)域均具有廣闊的應(yīng)用前景。近些年來(lái)，薄膜電池技術(shù)發(fā)展迅速，部分技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。中國(guó)在薄膜電池基礎(chǔ)研究方面已經(jīng)取得了較大進(jìn)展，部分成果已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，為大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化打下了良好的基礎(chǔ)。目前，中國(guó)的研究機(jī)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)界正密切合作，積極進(jìn)行薄膜太陽(yáng)電池的中試或產(chǎn)業(yè)化技術(shù)與設(shè)備的攻關(guān)。硫系非晶薄膜的能隙與組分和制作工藝燈諸多因素有關(guān)，可以調(diào)控，因此可以通過(guò)能隙調(diào)控增大電池效率。目前，碲化鎘非晶薄膜已經(jīng)廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能電池了。碲化鎘是直接的能系半導(dǎo)體，其能隙寬度與太陽(yáng)光譜有很好的匹配，而且它的能隙較寬，在較高的溫度下也能正常工作，具有很好的抗輻射性能。此外碲化鎘太陽(yáng)能電池由多晶薄膜，制作工藝相對(duì)簡(jiǎn)單。因此，碲化鎘太陽(yáng)電池應(yīng)用前景非常廣闊，尤其適合于高原及荒漠電站、外太空及深空間電源，以及用作聚光電池。國(guó)際上碲化鎘薄膜太陽(yáng)電池的研究和制造十分活躍，以美國(guó)的可再生能源國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(NREL)為首，該實(shí)驗(yàn)室采用CdSnO4／ZnSn04復(fù)合膜作為透明前電極制作出的電池仍保持小面積碲化鎘電池的最高效率紀(jì)錄16．5％。另外德國(guó)ANTEC公司、西班牙CIEMAT公司、瑞士ETH 大學(xué)、比利時(shí)Gent大學(xué)等采用Te／w2Te3作為背接觸層們制備的小中國(guó)碲化鎘太陽(yáng)電池的發(fā)展也頗受關(guān)注，但研究工作起步較晚。2001年，四川大學(xué)太陽(yáng)能組研制出了面積為0．52 c：rfl2的碲化鎘太陽(yáng)電池，轉(zhuǎn)換效率達(dá)11．6％ 。這項(xiàng)成果為中國(guó)碲化鎘太陽(yáng)電池的發(fā)展做出了開(kāi)創(chuàng)性的貢獻(xiàn)，榮獲中國(guó)高校技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。“十五”期間，小面積電池制造技術(shù)有了進(jìn)一步提高，該組制備的電池效率達(dá)到13．38％ ，再次創(chuàng)造出中國(guó)碲化鎘太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率紀(jì)錄，接近國(guó)際領(lǐng)先水平。面積電池的最高轉(zhuǎn)換效率在10％～13％之間。以碲化物為代表的化合物電池已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了低成本的大規(guī)模生產(chǎn)2 GeSbSe薄膜制備方法 薄膜制備的常見(jiàn)方法 磁控濺射法（RF）濺射是離子對(duì)物體表面轟擊時(shí)所可能發(fā)生的物理過(guò)程之一。每一種物理過(guò)程的相對(duì)重要性取決于入射離子的能量。利用不同能量的離子與固體表面相互作用過(guò)程不同，不僅可以實(shí)現(xiàn)原子的濺射，還可以觀察到諸如離子注入(離子能量1000keV)、離子的蘆瑟福背散射(1MeV)等。 只有當(dāng)入射離子能量超過(guò)一定的閥值以后、才會(huì)出現(xiàn)被濺射物表面濺射。每一種物質(zhì)的濺射閥值與入射離子的種類關(guān)系不大、但是與被濺射物質(zhì)的升華熱有一定的比例關(guān)系。隨著入射離子能量的增加、濺射產(chǎn)額先是提高、其后能量達(dá)到10kev左右時(shí)趨于平緩。其后、當(dāng)離子能量繼續(xù)增加時(shí)濺射產(chǎn)額反而下降。當(dāng)入射離子能量達(dá)到100kev左右時(shí)注入。 圖 22 Ni的濺射產(chǎn)額與入射離子種類和能量之間的關(guān)系濺射沉積方法具有幾個(gè)缺點(diǎn)：第一，濺射方法沉積薄膜的沉積速度較低；第二，濺射所需的工作氣壓較高，這兩者的綜合效果是氣體分子對(duì)薄膜產(chǎn)生污染的可能性提高。第三，用于濺射的靶材尺寸有一定要求，并且磁控濺射技術(shù)作為一種沉積速度較低。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)多組分的塊體玻璃中各元素的沉積速率差異明顯小于熱蒸發(fā)技術(shù)，并且可以用反應(yīng)濺射來(lái)制備玻璃薄膜[13]。 化學(xué)氣相沉積法（CVD）與物理氣相沉積(PVD)相聯(lián)系但又截然不同的另一類薄膜沉積技術(shù)叫化學(xué)氣相沉積(CVD)。顧名思義，CVD利用的是氣態(tài)的先驅(qū)反應(yīng)物，通過(guò)原子、分子間化學(xué)反應(yīng)的途徑生成固態(tài)薄膜的技術(shù)。一般來(lái)講，CVD裝置往往包含以下幾個(gè)部分:1 ）反應(yīng)氣體和載體的供應(yīng)和計(jì)量裝置。 2 ）必要的加熱和冷卻系統(tǒng)；3 ）反應(yīng)物氣體的排出裝置。如同在物理氣相沉積是的情景一樣，針對(duì)不同的材料和使用目的，化學(xué)氣相沉積裝置可以有各種各樣不同的形式。該方法是把含有構(gòu)成薄膜元素的氣態(tài)反應(yīng)劑或液態(tài)反應(yīng)劑的蒸氣及反應(yīng)所需其它氣體引入反應(yīng)室，在襯底表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成薄膜的過(guò)程。在超大規(guī)模集成電路中很多薄膜都是采用CVD方法制備。利用CVD法之薄膜特點(diǎn)是：淀積溫度低，薄膜成份易控，膜厚與淀積時(shí)間成正比，與襯底結(jié)合好，均勻性和重復(fù)性好，臺(tái)階覆蓋性優(yōu)良這種方法制備薄膜的速率以及質(zhì)量比熱蒸發(fā)、磁控濺射要好，但是這種方法具有很大的局限性，因?yàn)樵摲椒ㄐ枰磻?yīng)物質(zhì)在氣態(tài)條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在沉積溫度低的情況下，沉積薄膜和基體材料必須具有足夠低的蒸氣壓，使反應(yīng)物能夠以適當(dāng)?shù)乃俣缺灰敕磻?yīng)室； 反應(yīng)產(chǎn)物除了形成固態(tài)薄膜物質(zhì)外，都必須是揮發(fā)性的；目前利用該方法已經(jīng)制備出性能良好的無(wú)定形硫化砷薄膜。在實(shí)際應(yīng)用美國(guó)南安普頓大學(xué)光電子研究中心已經(jīng)用這種方法成功在120176?！?00176。溫度范圍內(nèi)制作出了Ge–Sb–S三元非晶薄膜， 并且對(duì)其光學(xué)特性進(jìn)行了測(cè)試。 溶膠凝膠法（SolGel）溶膠－凝膠法是用含高化學(xué)活性組分的化合物作前驅(qū)體，在液相下將這些原料均勻混合，并進(jìn)行水解、縮合化學(xué)反應(yīng)，在溶液中形成穩(wěn)定的透明溶膠體系，溶膠經(jīng)陳化膠粒間緩慢聚合，形成三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的凝膠，凝膠網(wǎng)絡(luò)間充滿了失去流動(dòng)性的溶劑，形成凝膠。凝膠經(jīng)過(guò)干燥、燒結(jié)固化制備出分子乃至納米亞結(jié)構(gòu)的材料。溶膠—凝膠法也可以用于硫系玻璃薄膜的制備。該方法是將溶解在適合溶劑中的硫化合物溶液，滴在高速旋轉(zhuǎn)的基片上，形成很薄的液體薄膜，熱處理使得一些有機(jī)物蒸發(fā)后，就得到硫系玻璃薄膜。該方法的缺點(diǎn)是薄膜致密度較差，界面反應(yīng)等因素會(huì)嚴(yán)重劣化薄膜質(zhì)量。 脈沖激光沉積法（PLD）典型的沉積裝置主要 由激光掃描系統(tǒng)真空室制膜系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成 激光掃描系統(tǒng)由激光器和必要的光學(xué)元器件組成 ,由于研究結(jié)果表明短波長(zhǎng)激光制備出的