介紹了擬合氮化鈦薄膜光學常數常用的色散模型，且結合第一性原理計算出的能帶結構和態密度給予闡述;概括了氮化鈦在表面等離子體共振方面的研究進展和摻雜對于氮化鈦薄膜光學性能的影響;并且指出了氮化鈦在節能鍍膜玻璃方面的應用。

　　TiN 薄膜以其制備工藝成熟穩定、價格低廉以及耐磨耐腐蝕特性好，而廣泛應用于切削工具和機械零件的硬質涂層保護膜。近年來，隨著科技的發展和工業的需求，TiN 在MEMS、太陽能電池的背電極、燃料電池、納米生物技術、節能鍍膜玻璃等領域的應用都有相關的報道。關于

　　TiN 薄膜的研究已經從原有的注重力學機械性能，逐漸轉向光電性能;其中關于薄膜光學性質的研究報道已有很多，本文將綜述已有的研究成果，著重從物理原理的角度解析TiN 薄膜的光學性質。

TiN 薄膜的光學性質

TiN 的能帶結構和態密度

　　TiN 屬于面心立方結構，晶格中參與成鍵的價電子有過渡族金屬Ti 的3d24s2 和N 的2p3。通過采用綴加平面波方法和第一性原理計算可以得出TiN 的能帶結構和態密度，進而計算出材料中電子的填充態和未填充態，再根據躍遷的選擇定則，計算出躍遷矩陣元和吸收系數，從而得到介電函數的虛部;再根據Kramers- Kronig 變換關系就可得出介電函數的實部，據Maxwell 關系式就可以確定材料的折射率和消光系數。所以分材料的能帶結構和態密度對材料光學性質的影響就顯得非常重要。

　　圖1 TiN 的能帶結構圖

　　圖2 TiN 的態密度圖

　　根據躍遷選擇定則和計算出的TiN 能帶結構顯示，躍遷過程將會發生在：Γ25’→Γ12 (~1 eV)，Γ15→Γ12(~2.3 eV)，X5→X2(~3.9 eV)，L3→L3 (~5.6 eV)。通過圖2 可以看出，N 原子的s 軌道呈現出強烈的局域化特征;Ti 原子的d 軌道由于晶體場的作用，部分簡并被消除，在費米能級下2.5 eV左右，劈裂成了三重簡并的t2 態(dxy,dyz,dxz)和二重簡并的e 態(dz2,dx2- y2);且N 原子的p 軌道和Ti 原子的d 軌道產生強烈的雜化。能帶的交疊和N 原子p 軌道和Ti 原子d 軌道的雜化，使得晶格中的Ti- N 鍵既類似于金屬鍵，又類似于共價鍵和離子鍵。

　　本文首先闡述了TiN 的能帶結構和態密度;在此基礎上討論了薄膜的光學色散模型，并且給出常用的色散模型;摘述了TiN 薄膜在表面等離子體共振方面的研究進展;最后描述摻雜在TiN薄膜光學性能方面的研究現狀和關于薄膜光學性能的若干應用。當然，關于TiN 薄膜光學性質的研究還有很多問題需要探討，如：TiN 薄膜的激光損傷閾值、摻雜對TiN 薄膜表面等離子體共振特性的影響等。