脉冲偏压电弧离子镀TiO2薄膜的力学与光学性能

摘要

用脉冲偏压电弧离子镀技术在玻璃基片上制备均匀透明的TiO2薄膜.利用X射线衍射仪、原子力显微镜、扫描电子显微镜、紫外-可见透射光谱仪和纳米压痕仪等手段,对不同脉冲负偏压下合成薄膜的相结构、微观结构、表面形貌、力学和光学性能进行表征.结果表明,沉积态薄膜为非晶态.脉冲负偏压对薄膜性能有明显的影响.随偏压的增加,薄膜厚度、硬度和弹性模量均先增大后减小,前者峰值出现在100-200 V负偏压范围,后两者则在250-350 V范围.300 V负偏压时薄膜硬度最高,薄膜达到原子级表面光滑度,均方根粗糙度为0.113 nm,薄膜折射率也最高,对波长为550 nm光的折射率达到已有报道的最高值(2.51).同时,对脉冲负偏压影响薄膜性能的机理进行了分析.