外电场下锗在吸收边附近光学常数的研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

锗（ge）作为一种重要的半导体材料，在光电子领域，特别是红外光电子领域，有着广泛的应用。

其吸收边位于近红外波段，对外电场较为敏感，这使得锗基器件在光调制、光探测等方面具有巨大的应用潜力。

本课题选择“外电场下锗在吸收边附近光学常数的研究”作为研究对象，旨在深入探究外电场对锗光学性质的影响机制，为锗基光电子器件的设计和性能优化提供理论依据和实验指导。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，外电场对半导体材料光学性质的影响研究一直受到广泛关注。

国内外学者在理论和实验方面都取得了一系列重要进展。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题研究的主要内容包括以下几个方面：1.研究外电场对锗吸收光谱的影响，分析吸收边峰值位置、峰值强度和峰值宽度随电场强度的变化规律。

2.研究外电场对锗折射率的影响，分析折射率实部和虚部在吸收边附近的色散关系，以及它们随电场强度的变化规律。

3.研究外电场对锗消光系数的影响，分析消光系数在吸收边附近的变化规律，以及它与吸收光谱和折射率之间的关系。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用实验研究和理论分析相结合的方法，具体步骤如下：1.样品制备：选择高纯度的单晶锗材料，利用化学气相沉积法（cvd）或分子束外延法（mbe）生长高质量的锗薄膜样品。

2.器件制备：在制备好的锗薄膜样品上，利用光刻、蒸镀、刻蚀等微纳加工工艺制备金属-半导体-金属（msm）结构的电极，以便施加外电场。

3.实验测量：搭建光学测量平台，利用光谱仪、椭圆偏振仪等仪器，测量不同外电场强度、温度等条件下锗薄膜样品的吸收光谱、折射率和消光系数。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：1.系统研究外电场对锗在吸收边附近光学常数的影响，揭示其变化规律和物理机制，为锗基光电子器件的设计提供理论依据。

2.结合实验测量和理论分析，建立外电场对锗光学常数影响的模型，为预测和优化锗基器件的性能提供工具。

3.探讨温度、外电场方向等因素对实验结果的影响，为实际应用中锗基器件的性能优化提供参考。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1.张力，王青圃，徐法强. 黑磷光电探测器研究进展[j]. 激光与光电子学进展, 2019, 56(17): 170001.

2.刘伟，刘欢，徐现刚. 基于石墨烯的太赫兹功能器件研究进展[j]. 物理学报，2020, 69(11): 117801.

3.李晓明，张金龙，刘俊杰，等. 基于黑磷的超材料完美吸收器[j]. 物理学报，2021, 70(2): 027801.