电子束蒸发制备TiO薄膜及光学性能的研究

摘要

该文用电子束反应蒸发法在K9玻璃上制备了TiO<,2>薄膜.用正交试验法研究了制备过程中的主要工艺因素基片温度、沉积速率、真空度对薄膜的主要光学常数折射率以及消光系数产生的影响.薄膜的折射率和消光系数用椭圆偏振仪测量并计算得到,用分光光度计测量了膜的透射率光谱曲线,薄膜的微观形貌和结构由扫描电镜以及X射线衍射仪进行了分析.通过极差法确定了在电子束反应蒸发的制备条件下得到最佳光学性能的TiO<,2>薄膜的工艺条件为:基片温度300℃、真空度2×l0<'-2>pa、沉积速率0.2nm/s,得出了基片温度对TiO<,2>薄膜光学性能影响最大的结论.用最佳工艺条件制备的薄膜在可见光波段的范围内有很好的透光性,在扫描电镜下观察到薄膜的结构为柱状纤维结构.该文研究了退火工艺对不同基片温度下制备薄膜的结构以及光学常数的影响.对退火前后的薄膜进行了X射线衍射分析、透射光谱分析,表明退火可以使非晶态结构的TiO<,2>薄膜晶化并可以使折射率以及吸收情况得到较大的改善,确定了使薄膜的组织结构全部为锐钛矿结构的退火工艺.完成了用电子束反应蒸发法得到优良光学性能以及结构的TiO<,2>薄膜的工艺研究.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

§1.1光学薄膜的发展历史和研究现状

§1.2 TiO2薄膜的光学及光电子应用

§1.3本研究课题的提出及研究目的

§1.4论文工作构思及主要工作任务

第二章二氧化钛薄膜的生长及结构

§2.1薄膜的形核与生长

§2.2 TiO2薄膜的结构

第三章二氧化钛薄膜制备技术

§3.1二氧化钛薄膜常用制备技术

§3.2电子束反应蒸发设备与原理

第三章二氧化钛薄膜制备试验及光学性能研究

§4.1正交试验法安排试验

§4.2二氧化钛薄膜制备试验

§4.3椭圆偏振仪测量光学常数

§4.4工艺因素对薄膜光学常数的影响

§4.5退火处理对薄膜结构的影响

§4.6扫描电镜(SEM)分析

§4.7透射率光谱分析

§4.8小结

第四章膜系设计软件的开发与应用

§5.1薄膜光学的基本理论

§5.2膜系设计系统结构及设计原则

§5.3膜系计算模块设计

§5.4单层吸收膜光谱特性计算模块设计及应用

§5.5光学常数分析模块设计及应用

§5.6膜系寻优自动设计模块的开发

§5.7增透膜设计与制备

第六章全文总结

参考文献

致 谢

攻读硕士期间完成的论文