opmcofnjtn 发表于 2012-2-23 21:19:03

基本薄膜材料特点(3)

基本薄膜材料特点(3)



名称:三氧化二铝(AL2O3)

普遍用作中间材料,该材料有很好的堆积密度并且在200—7000nm区域的透明带,该制程是否需要加氧气以试验分析来确定,提高基板温度可提高其折射率,在镀膜程式不可更改情况下,以调整蒸发速率和真空度来提高其折射率。




制程特性:白色颗粒状或块状,结晶颗粒状等。

非结晶状材料杂气排放量高,结晶状材料相对较少

折射率受蒸着真空度和蒸发速率的影响较大,真空不好即速率低则膜折射率变低;真空度好蒸发速率较快时,膜折射率相对增大,接近1?62。

AL2O3蒸发时,会産生少量的AL分子,造成膜吸收现象,加入适当的O2时,可避免其吸收産生。

名称:OS—10(TIO2+ZrO2)




制程特性:棕褐色颗粒状。

杂气拜谢量大,预熔不充分或真空度 ?5*10-5 Torr时蒸发,其折射率会比2?3小,故必须充分预熔且蒸发真空度希望?2*10-5 Torr.

率有成反比的趋向,蒸发此种材料时宜控制衡定的蒸发速率。

材料可添加重复使用,为减少杂气排放量,尽量避免全数使用新材料。

蒸气中的TI和TIO和O2反应生成TIO2。

常用於制备抗反射膜和SIO2叠加制备各种规格的截止膜系和滤光片等。

名称:锗(Ge)

稀有金属,无毒无放射性,主要用於半导体工业,塑胶工业,红外光学器件,航天工业,光纤通讯等。

透光范围2000nm—14000nm,n =4甚至更大,937℃时熔化并且在电子枪中形成一种液体,然後在1400℃轻易蒸发。用电子枪蒸发时它的密度比整体堆积密度低,而用离子助镀或者镭射蒸着可以得出接近於松散密度。

在Ge基板上与ThF4制备几十层的8000—12000nm带通滤光片,如果容室温度太高吸收性将有重大变化,在240--280℃范围内,在从非晶体到晶体转变的过程中Ge有一个临界点。



名称:锗化锌(ZnGe)

疏散的ZnGe具有一个比其相对较高的折射率,在500nm n=2?6

,在可见光谱区以及12000—14000nm区域具有较少的吸收性并且疏散的ZnGe没有其材质那麽硬。使用钽舟将其蒸发到150℃的基板上制备Si/ZnGe及ZnGe/LaF3膜层试图获到长波长IR渐低折射率的光学滤镜。

名称:氧化铪(HfO2)

在150℃的基板用电子枪蒸着,折射率在2?0左右,用氧离子助镀可能取得2?05--2?1稳定的折射率,在8000—12000nm区HfO2用作铝保护外层好过SiO2。



无色圆盘状或灰色颗粒和片状。

名称:碲化铅(PbTe)

是一种具有最高折射率的IR材料,作为薄膜材料在3800—40000nm是透明的,在红外区n=5?1—555,该材料昇华,基板温度250℃是有益的,健康预防是必要的。在高达40000nm时使用效果很好。别的材料常常用在超过普通的14000nm红外线边缘。

名称:铝氟化物(ALF3)

可以在钼中昇华,在190nm—1000nm区域有透过性,n =1?38,有些人声称已用过Eximer激光镜,它无吸收性,在250--1000nm区域透过性良好。ALF3是冰晶石,是NaALF4的一个组成部分,且多年来一直在使用,但是在未加以保护层时耐久性还未为人知。

名称:铈(Ce)氟化物

Hass等人研究CeF3,他们使用高密度的钨舟蒸发发现在500nm时n =1?63,并且机械强度和化学强度令人满意,他们指出在234nm和248nm的吸收最大,而在波长大过大300nm时吸收可以忽略。Fujiwara用钼舟蒸蒸日上发CeF3和CeO2混合物,得到一个1?60--2?13的合乎需要的具有合理重复性的折射率,他指出该材料的机械强度和化学强度都令人满意。




名称:氟化钙(CaF2)

CaF2是Heavens提出来的,它可以在10-4以上的压力下蒸发获得一个约为 1?23-- 1?28的折射率。可是他说最终的膜层不那麽令人满意。在室温下蒸着氟化钙其堆积密度大约0?57,这与Ennos给出的疏散折射率1?435相吻合,这说明该材料不耐用并容易随温度变化而变化。,原圾的高拉应力随膜厚而降低,膜厚增大导致大量的可见光散射。可以用钨,钽或钼舟蒸发且会昇华,在红外线中其穿透性超过12000nm,它没有完整的致密性似乎是目前其利用受到限制的原因,随着IAD蒸着氟化物条件的改善这种材料的使用前景更为广阔。

名称:氟化钡(BaF2)

与氟化钙具有相似的物理特性,在室温上蒸着氟化钡,使用较低的蒸着速度时材料的堆积密度约为 0?66,并且密度变化与蒸着速度增大几乎成正比,在速度为20nm/s堆积密度高达0?83,它的局限性又是它缺乏完全致密性。透过性在高温时移到更长的波长。所以目前它只能用在红外膜。



名称:氟化铅(PbF2)

氟化铅在UV中可用作高折射率材料,在300nm时,n =1?998,该材料与钼,钽,钨舟接触时折射率将降低,因此需要用铂或陶瓷皿。Ennos指出氟化铅具有相对较低的应力,开始是压力,随着膜厚度的增加张力明显增大,但这与蒸着速度无关。
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