電子束蒸發(fā)法工藝對蒸發(fā)鍍膜設(shè)備TiO薄膜折射率的影響

電子束蒸發(fā)法工藝對TiO2薄膜折射率的影響鍍制工藝對TiO2薄膜折射率的影響在蒸發(fā)鍍制薄膜的過程中,各種工藝參數(shù)都影響著薄膜的折射率。所以選取適當(dāng)?shù)墓に噮?shù),研討工藝參數(shù)對薄膜折射率的影響是必要的。詳細(xì)工藝參數(shù)及薄膜折射率見表1。表1鍍膜工藝參數(shù)及薄膜折射率

基片溫度對薄膜折射率的影響TiO2薄膜的折射率范圍很寬,為2.2～2.7,可實踐上在無離子源輔助蒸發(fā)的情況下,折射率會低于2.2。這是由于在用常規(guī)熱蒸發(fā)方法制備的薄膜存在疏松的柱狀構(gòu)造呵斥的。而適當(dāng)?shù)奶岣呋瑴囟瓤梢允故杷傻臉?gòu)造得到一定程度的改善,提高薄膜的結(jié)晶度,從而提高膜的折射率?；瑴囟雀呖梢源龠M(jìn)失氧的TiO2蒸汽分子與氧分子的反響,從而減少TiO2的失氧,有助于折射率值的提高;另外由于水分子在玻璃基板上化學(xué)解吸的溫度要求較高,高溫會促使水分子的解吸,也可以提高折射率。隨著基片溫度的添加,基片上原子的遷移率增大,晶格上的缺陷減小,晶粒尺寸添加,膜料分子的聚集程度越大,膜層的聚集密度就會越大,膜的折射率也就越高。從表1可以看出,折射率最大值出如今基片溫度為200℃時,因此適當(dāng)提高蒸鍍時的基片溫度,對獲得高折射率是很有效果的。真空度對薄膜折射率的影響真空度的影響主要有二個方面。一方面氣相碰撞使TiO2分子動能損失,另一方面蒸發(fā)分子要與剩余氣體之間進(jìn)展化學(xué)反響。由此可知,剩余氣體的壓強和成分都必需加以控制。對于真空度,由表1在2×10-2Pa左右是適宜的,這個壓強下的氧氣分子曾經(jīng)足夠與TiO2分子反響。假設(shè)壓強過大,氧氣分子過多,碰撞會使TiO2分子動能損失,而且會對電子槍燈絲的壽命和性能有影響。真空度的高低會改動真空室內(nèi)的剩余氣體分子的數(shù)量。真空度越高,膜料分子在向基片運輸?shù)倪^程中與其它分子碰撞的時機就越小,到達(dá)基片的膜料分子的動能就越大,膜層越致密,折射率越高。但反響蒸發(fā)中,必需保證有一定的反響氣體壓強,以獲得很好的化學(xué)計量比。從表1可以看到,隨著真空度的降低,折射率的整體程度在下降。實驗得到的薄膜折射率較大出現(xiàn)在任務(wù)壓強較低的情況?？梢娸^低的反響氣體分壓,可以添加薄膜的折射率。堆積速率對薄膜折射率的影響堆積acdb,蒸發(fā)鍍膜設(shè)備httphcvac/taxonomy/term/32,速率大會使成膜的粒子動能添加,原子在基底外表的挪動速率添加,因此添加了凝結(jié)速率,添加了粒子的生長速率,也加速了粒子的接合。堆積速率過高或過低均對薄膜的性能不利,由表1可知,堆積速率為0.1nm·s-1或0.3nm·s-1時折射率都小于堆積速率為0.2nm·s-1時的折射率。隨著堆積速率的添加,折射率整體程度先添加后減小。堆積速率過低,成核率也較低,堆積分子會在基片外表有充分的時間進(jìn)展遷移,從堅持系統(tǒng)的自在能處于最低形狀的要求出發(fā),薄膜中的晶粒將在某些低指數(shù)晶面上出現(xiàn)擇優(yōu)生長,這樣就會呵斥膜的構(gòu)造松散,密度較小,留下很多缺陷引起水分的吸收,對膜性能極為不利。提高堆積速率可以添加薄膜生長初期的形核密度,從而使結(jié)晶細(xì)化,膜密度也隨之增大。同時堆積速率的添加會減少薄膜中的氣體分子的含量,相應(yīng)的也會提高折射率。但是堆積速率過高,在蒸發(fā)過程中引起失氧的TiO2分子來不及與氧反響以補充失去的氧,使堆積出來的膜的成分達(dá)不到理想值,會對折射率有影響。而且到達(dá)基片外表的堆積原子來不及規(guī)律陳列,呵斥大量的晶格缺陷,薄膜外表粗糙,吸收添加。所以比較適宜的堆積速率應(yīng)為0.2nm·s-1。其他工藝條件的能夠影響除了上述工藝條件,還有離子轟擊和膜料蒸汽分子入射角等要素對薄膜的光學(xué)性質(zhì)也存在潛在的影響。蒸鍍前離子轟擊一方面起著清潔基片、添加附著力的作用,另一方面會增大外表粗糙度和添加靜電荷。蒸鍍后的離子轟擊普通可提高膜層的密度因此使薄膜的折射率增高;蒸汽分子入射的方向與基片堆積外表法線的夾角稱為膜料蒸汽分子入射角,它影響著膜層的生長特性和堆積密度,從而導(dǎo)致光學(xué)性能的變化。綜上所述,要得到折射率較高的薄膜,最正確工藝參數(shù)為:基片溫度200℃、真空度2×10-2Pa、堆積速率0.2nm/s。相關(guān)文章：有機玻璃基材外表電子束蒸鍍鉻-鋁-二氧化硅薄膜實驗資料與方法有機玻璃蒸發(fā)鍍鋁的實驗結(jié)果及鋁膜分析電子束蒸發(fā)法工藝對TiO2薄膜折射率的