清華大學材料學院李千課題組在電光薄膜性能調控領域取得新進展
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上海卷柔新技術光電有限公司是一家專業(yè)研發(fā)生產光學儀器及其零配件的高科技企業(yè)，公司2005年成立在上海閔行零號灣創(chuàng)業(yè)園區(qū)，專業(yè)的光電鍍膜公司，技術背景依托中國科學院，卷柔產品主要涉及光學儀器及其零配件的研發(fā)和加工；光學透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監(jiān)控等光學鍍膜產品的開發(fā)和生產，為全球客戶提供上等的產品和服務。
集成光子學技術利用光信號實現(xiàn)大量數據的高速、低損傳輸，被視為解決后摩爾時代通信資源消耗和性能受限等問題的*佳方案，在信息技術領域具有廣闊的應用前景。同時，這也對集成光子器件中的關鍵材料提出了更高的性能要求。與硅基材料和鈮酸鋰等常用材料體系相比，鈦酸鋇（BaTiO3）具有高電光系數、與芯片集成工藝兼容、可實現(xiàn)非易失性存儲等特性，近年來備受研究者關注。然而，目前BaTiO3薄膜的電光系數仍有待進一步突破，其內部結構、疇翻轉動力學特征與電光性能之間的聯(lián)系也尚未被闡明，限制了其在集成光子器件領域的深入應用。為解決上述關鍵問題，清華大學材料學院李千副教授課題組借助鐵電極化翻轉路徑的設計思想，利用鈧酸釓（GdScO3）緩沖層在BaTiO3薄膜中實現(xiàn)了逐漸過渡的極化旋轉路徑，并通過緩沖層厚度調控獲得了一系列不同結構的BaTiO3薄膜（圖1）。X 射線衍射、二次諧波等測量結果表明，隨緩沖層厚度增加，薄膜相結構由面外四方相過渡至中間菱方相，*終穩(wěn)定在面內四方相。掃描透射電鏡（STEM）結果進一步證實了不同BaTiO3薄膜之間的結構差異，同時表明這一結構調控策略的有效性源于GdScO3緩沖層的慢應變釋放方式（圖2）。在此基礎上，研究團隊利用自行搭建的新型表征系統(tǒng)，結合原位二次諧波產生和電光測量裝置，對BaTiO3薄膜的電光響應行為及其與結構特性之間的關聯(lián)進行系統(tǒng)解析。通過前述策略優(yōu)化相結構的BaTiO3薄膜，表現(xiàn)出高達175pm/V的有效電光系數和182%的光學多級移相窗口（圖3）。團隊進一步表征了BaTiO3薄膜疇成核行為的空間圖像，并在此基礎上進行疇翻轉過程統(tǒng)計學和空間解析動力學研究，為薄膜的成核限制（NLS）模型提供了系統(tǒng)性實證證據（圖4）。該工作在實現(xiàn)BaTiO3薄膜電光系數提升的同時，對BaTiO3薄膜電光響應背后的疇翻轉動力學進行系統(tǒng)解析，為高性能電光材料和集成光子器件的設計提供了有效的方案。
圖1. 利用GdScO3緩沖層實現(xiàn)BaTiO3薄膜的結構逐漸變化
圖2. 不同緩沖層厚度的BaTiO3薄膜STEM表征結果
圖3. 相結構優(yōu)化的BaTiO3薄膜實現(xiàn)電光性能的增強
圖4. 基于電光和非線性光學響應的疇翻轉動力學分析相關研究成果以“通過緩沖層控制的極化旋轉路徑調節(jié)鈦酸鋇薄膜的電光性能”（Tuning the Electro-Optic Properties of BaTiO3 Epitaxial Thin Films via Buffer Layer-Controlled Polarization Rotation Paths）為題，近日發(fā)表在國際有名期刊《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）上。清華大學材料學院2023級博士生于涵、國家納米科學中心2021級博士生郭寧、清華大學材料學院鄧晨光博士后為論文的共同**作者，清華大學材料學院李千副教授、李敬鋒教授，國家納米科學中心鄭強研究員，清華大學材料學院鄧晨光博士后為論文的通訊作者。論文的重要合作者還包括清華大學馬靜副教授，北京師范大學張金星教授等。本研究得到了國家自然基金基礎科學中心項目、原創(chuàng)探索計劃項目、國家重點研發(fā)計劃、北京市自然科學基金等的支持。
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上海卷柔新技術光電有限公司是一家專業(yè)研發(fā)生產光學儀器及其零配件的高科技企業(yè)，公司2005年成立在上海閔行零號灣創(chuàng)業(yè)園區(qū)，專業(yè)的光電鍍膜公司，技術背景依托中國科學院，卷柔產品主要涉及光學儀器及其零配件的研發(fā)和加工；光學透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監(jiān)控等光學鍍膜產品的開發(fā)和生產，為全球客戶提供上等的產品和服務。
采用德國薄膜制備工藝，形成了一套具有嚴格工藝標準的閉環(huán)式流程技術制備體系，能夠制備各種超高性能光學薄膜，包括紅外薄膜、增透膜，ARcoating,激光薄膜、特種薄膜、紫外薄膜、x射線薄膜，應用領域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、醫(yī)用激光器、光學科研，紅外制導、面部識別、VR/AR應用,博物館，低反射櫥窗玻璃，畫框，工業(yè)燈具照明，廣告機，點餐機，電子白板，安防監(jiān)控等。
卷柔新技術擁有自主知識產權的全自動生產線【sol-gel溶膠凝膠法鍍膜線】，這條生產線能夠生產全球先進的減反射玻璃。鍍膜版面可達到2440*3660mm，玻璃厚度從0.3mm到12mm都可以,另外針對PC,PMMA方面的增透膜也具有量產生產能力。ARcoating減反膜基本接近無色,色彩還原性好，并且可以避免了磁控濺射的缺點，鍍完增透膜后玻璃可以做熱彎處理和鋼化處理以及DIP打印處理。這個難度和具有很好的應用性，新意突出，實用性突出，濕法鍍膜在價格方面也均優(yōu)于真空磁控的干法。
卷柔減反射(AR)玻璃的特點:高透,膜層無色,膜硬度高,抗老化性強(耐候性強于玻璃),玻璃長期使用存放不發(fā)霉,且有一定的自潔效果.AR增透減反膜玻璃產品廣泛應用于**文博展示、低反射幕墻、廣告機玻璃、節(jié)能燈具蓋板玻璃、液晶顯示器保護玻璃等多行業(yè)。
我們的愿景：卷柔讓光學更具價值！
我們的使命：有光的地方就有卷柔新技術！
我們的目標：以高質量的產品，優(yōu)惠的價格,貼心的服務，為客戶提供優(yōu)良的解決方案。
上海卷柔科技以現(xiàn)代鍍膜技術為核心驅動力，通過鍍膜設備、鍍膜加工、光學鍍膜產品服務于客戶，努力為客戶創(chuàng)造新的利潤空間和競爭優(yōu)勢，為中國的民族制造業(yè)的發(fā)展貢獻力量。
