Crystal structure, electronic and optical properties of epitaxial alkaline Earth niobate thin films

این پایان‌نامه چشمگیر یک مطالعه علمی جامع از نیوبات‌های خاک قلیایی ارائه می‌کند و خواص نوری غیرخطی آنها را برای اولین بار توصیف می‌کند. این ساختار بلوری، خواص الکتریکی، خواص جذب نوری، دینامیک حامل داغ، ویژگی نوری غیرخطی و انتقال فلز به عایق ناشی از کرنش نیوبات های قلیایی خاکی را با استفاده از تکنیک های تجربی پیشرفته بررسی می کند. این نیوبات های قلیایی خاکی به دلیل چگالی حامل بزرگ خود می توانند تشدید پلاسمون قوی در محدوده مرئی داشته باشند و این ویژگی منحصر به فرد باعث پدید آمدن پدیده فتوکاتالیز و خواص نوری غیرخطی می شود. این سری از مواد پلاسمونیک ذاتی مبتنی بر نیوبات‌ها، می‌تواند به‌عنوان یک فوتوکاتالیست برای شکافتن آب در زیر نور خورشید، یک جاذب اشباع‌پذیر جدید در سیستم لیزر پالسی پرقدرت اولترا کوتاه و به‌عنوان حسگر در سیستم‌های میکروالکترومکانیکی استفاده شود.

This impressive thesis offers a comprehensive scientific study of the alkaline earth niobates and describes their nonlinear optical properties for the first time. It explores the crystal structure, electrical properties, optical absorption properties, hot carrier dynamics, nonlinear optical property and strain-induced metal to insulator transition of alkaline earth niobates using advanced experimental techniques. These alkaline earth niobates can have a strong plasmon resonance in the visible range due to their large carrier density, and this unique property gives rise to the emergent phenomenon of photocatalysis and nonlinear optical properties. This series of intrinsic plasmonic materials based on niobates, can be used as a photocatalyst to split water under sunlight, a novel saturable absorber in the high-power ultrashort pulsed laser system, and as a sensor in microelectromechanical systems.