基本薄膜材料特点(2)
名称:二氧化硅(SIO2)经验告诉我们:氧离子助镀(IAD)SIO将是SIO2薄膜可再现性问题的一个解决方法,并且能在生産环境中以一个可以接受的高速度蒸着薄膜。
SIO2薄膜如果压力过大,薄膜将有气孔并且易碎,相反压力过低薄膜将有吸收并且折射率变大,需要充分提供高能离子或氧离子以便得到合乎需要的速度和特性,必要时需要氧气和氩气混合充气,但是这是热镀的情况,冷镀时这种情况不存在。
SIO2用於防反膜,冷光膜,滤光片,绝缘膜,眼镜膜,紫外膜。
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透光范围(nm)
N (550nm)
蒸发温度(℃)
蒸发源
应用
杂气排放量
200-2000
1?46
1800-2200
电子枪
少
昇华
无色颗粒状,折射率稳定,放气量少,和OS-10等高折射率材料组合制备截止膜,滤光片等。
名称:一氧化硅(SIO)
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透光范围(nm)
N (550nm)
蒸发温度(℃)
蒸发源
应用
方式
600-8000
1?55at550nm
1?8at1000nm
1?6at7000nm
1200-1600
电子枪钼钽舟
冷光膜
装饰膜
保护膜
昇华
制程特性:棕褐色粉状或细块状。
熔点较低,可用钼舟或钛舟蒸蒸日上发,但需用加盖舟因为此种材料受热直接昇华。
使用电子枪加热时不能将电子束直接打在材料上而采用间接加热法。
制备塑胶镜片时,一般第一层是SIO,可以增加膜的附着力。
名称:OH-5(TIO2+ZrO2)
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透光范围(nm)
N (550nm)
蒸发温度(℃)
蒸发源
应用
排放杂气量
300-8000
2?1
约2400
电子枪
增透
一般
蒸气成分为ZrO,O2,TIO,TIO2
棕褐色块状或柱状。
尼康公司开发之专门加TS--ユート系列抗反射材料。
折射率受真空度,蒸发速率,O2压力的影响很大。
蒸镀时不加氧或加氧不充分时,制备薄膜会産生吸收现象。
名称:二氧化镐(ZrO2)
ZrO2具有坚硬,结实及不均匀之特性。该薄膜有时需要烘乾以便除去它的吸收。其材料的纯度及为重要,纯度不够薄膜通常缺乏整体致密性,它得益於适当使用IAD来增大它的折射率到疏松值以便克服它的不均匀性。目前纯度达到99?99/基本上解决以上问题。Sainty等人成功地使用ZRO2作为铝膜和银膜的保护膜,该膜层(指ZrO2)是在室温基板上使用700eV氩离子助镀而得到的。一般为白色柱状或块状,蒸气分子为ZrO,O2。
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透光范围(nm)
N (500nm)
蒸发温度(℃)
蒸发源
应用
排放杂气量
320-7000
2?05
2 at 2000
约2500
电子枪
加硬膜
增透膜
眼镜膜
一般
制程特性:
白色颗粒状,柱状或块状,粉状材料使用钨舟或钼舟
颗粒状,粉状材料排杂气量较多,柱状或块状较少。
真空度小於2*10-5 Torr条件下蒸发可得到较稳定的折射率,真空度大於 5*10-5 Torr 时蒸,膜折射率会稍下降。
材料连续蒸着时会産生不均质性,即开始折射率为2随着光学厚度的增长,折射率逐渐变小。
蒸镀时加入一定压力的氧气可以改善其材料之不均质性。
名称:氟化镁(MgF2)
MGF2作为1/4波厚抗反射膜被普遍使用来作玻璃光学薄膜,它难以或者相对难以溶解,而且会大约120nm的真实紫外线到大约7000nm的中部红外线区域里透过性能良好。Olsen,Mcbride指出从至少200nm到6000nm的区域里,2?75mm厚的单晶体,
MgF2是透明的,接着波长越长吸收性开始增大,在10000nm透过率降到大约2%,虽然在8000—12000nm区域作为厚膜具有较大的吸收性,但是可以在其顶部合用一薄膜作为保护区层。
不使用IAD助镀,其膜的硬度,耐久性及密度随基板的温度的改变而改变的。在室温中蒸镀,MgF2膜层通常被手指擦伤,具有比较高的湿度变化。在真空中大约n =1?32,堆积密度82%,使用300℃蒸镀,其堆积密度将达98%,n =1?39它的膜层能通过消除装置的擦伤测试并且温度变化低,在室温与300℃之间,折射率与密度的变化几乎成正比例的。
在玻璃上冷镀MGF2加以IAD助镀可以得到300℃同等的薄膜,但是125—150eV能量蒸镀可能是最适合的。在塑胶上使用IAD蒸氟化镁几乎强制获得合理的附着力与硬度。经验是MGF2不能与离子碰撞过於剧烈。
透光范围(nm)
N (550nm)
蒸发温度(℃)
蒸发源
应用
排放杂气量
200-7000
1?38
约1100
电子枪
钼钽钨
增透
装饰
眼镜
少
MgF2
(MgF2)2
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制程特性:折射率稳定,真空度和速率的变化影响小
预熔不充分或蒸发电流过大易産生飞溅,造成镜片“木”不良
在挡板打开後蒸发电流不要随意加减,易飞溅。
白色结晶颗粒,常用於抗反射膜,易吸潮。购买时考虑其纯度。
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