1樓：中諾新材
最普通蒸發氟化物薄膜的方法是電阻加熱法和電子束加熱法.蒸發時氟化物也不容易分解.近年來,蒸發技術和特殊的澱積引數對於決定薄膜的微觀結構有著明顯的影響已被公認.
應用特殊工藝製備的氟化物薄膜在若干效能方面均有不同程度的改善.
AlF3:這種蒸發材料在低電子束功率下,材料表面呈平滑狀態,不發生噴濺,蒸發時真空室壓強連續下降表明沒有揮發物和水汽逸出.對基底的附著力和透明度極佳.
這種材料具有最低的折射率值(表中所給出的氟化物中).在波長400nm處透射率損失約為2%,是由於薄膜中氟的含量不足所引起的.這種氟含量不足的情況在150nm厚的AlF3薄膜中可檢測出來,並且可以預料,在紫外區應用時所要求薄膜的厚度為該厚度值的十分之一時,這種氟含量不足的現象將檢測不到.
與以前的工作相比較,用電子束澱積的AlF3薄膜沒有發現水汽吸收帶.在可見區AlF3薄膜的折射率為1.34.
文獻所報告的AlF3薄膜的折射率值為:1.385±5%,該值超過了塊狀AlF3的折射率值.
對於高能應用來說,雖然AlF3薄膜在10μm區域的吸收比所希望的略高一些,但AlF3薄膜在紅外區的應用是有希望的.實驗表明,AlF3薄膜的耐久性和附著力是極好的.在紫外區,已經發現AlF3薄膜應用於高能雷射器塗層,波長可以短於250nm.
BaF2:分子量175.3,密度4.
83,熔點1280℃,在10-2Pa真空時的蒸發溫度為700℃.可用鉬舟加熱進行蒸發,用電子束加熱蒸發製備薄膜效果較好.氟化鋇在0.
25~15μm寬光譜範圍具有很低的吸收值.其透明區為0.19~13μm並具有很低的折射率值1.
2~1.47.典型的蒸發製備的BaF2薄膜具有吸濕性和低的填充密度值.
用低能離子輔助澱積可以改善BaF2薄膜的機械穩定性並增加其填充密度.由此特性BaF2薄膜可以作為低折射率的光學塗層材料應用於從紫外到遠紅外寬廣的光譜區域.由於其相當低的光學吸收以及其對10.
6μm強烈雷射輻射具有較高的破壞閾值,因而也可以作為高功率CO2雷射器塗層應用(λ=10.6μm).
BiF3:分子量266,密度5.32,7.
912,8.75,熔點727℃,649℃,沸點900℃,在10-2Pa真空時的蒸發溫度為300℃.薄膜的透明區為260nm~20μm,其折射率值為1.
74.可用石墨坩堝加熱進行蒸發.BiF3薄膜在較短的雷射波長處如5.
0μm、3.8μm、2.8μm以及1.
06μm處具有較低的吸收,它不但可以作為視窗材料,而且在多層膜設計中也很有應用價值.BiF3不但可以在紅外區作為低折射率材料應用,而且也可以在可見光譜區作為高折射率材料.
CaF2:分子量78.08,密度3.
18,熔點1360℃,沸點2500℃,在10-2Pa真空時的蒸發溫度為1100℃.可用鉭、鉬、鎢舟或線圈加熱進行蒸發,也可用石英坩堝加熱蒸發.氟化鈣薄膜的透明區為150nm~12μm,其折射率為1.
36~1.42,膜層折射率隨時間而變化.此外其折射率值與澱積薄膜時基底的溫度有關.
CaF2膜層的機械效能差,有吸濕性.
CeF3:折射率在550nm時約為1.63,可用鎢舟蒸鍍.
DyF3:這種材料加熱後強烈放氣,然後熔化.其在熔化狀態既不發生噴濺,也無放氣現象.
蒸發過程中材料表面呈光滑狀態.DyF3薄膜對ZnS、玻璃和鍺基底的附著力良好,但其為軟膜,經磨擦測試後破壞.DyF3薄膜在可見區的吸收帶,對於這種材料的應用來說是乙個困難所在.
實質上其在2000nm以上的紅外區是不能應用的.
HfF4:這種材料在預熔加熱過程中強烈放氣,大約需12分鐘預熱過程才能使放氣和噴濺達到允許的程度.在預熔過程中真空室的壓強由6.
6×10-3Pa上公升到4.7×10-2Pa.澱積到基底上的HfF4薄膜,能夠觀察到嚴重的噴濺物,為使噴濺物達到可以應用的水平,將蒸發速率降到0.
6nm/s是必要的.這表明HfF4這種材料需要進一步的預處理過程.HfF4薄膜在所有基底上均具有極好的附著力和透明性.
在厚度達1900nm的HfF4薄膜中似乎沒有氟的含量不足的問題.在鍺基底上的HfF4薄膜,經放大後觀察到其比ZrF4薄膜具有更為細膩的顆粒,但是由於濺射的原因在HfF4薄膜中含有廣泛的濺射斑點.HfF4薄膜是無色透明的,且具有較低的應力.
關於降低HfF4的濺射課題的研究工作正在進行.HfF4這種材料可能適宜於具有擋板盒的電阻加熱源進行蒸發,這種蒸發源可以擋住蒸發源所發射的粒子.
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