制备条件对TiO薄膜光学特性影响的研究

摘要

随着科学技术日新月异的发展和薄膜产业的腾飞，不同的需要对薄膜技术和薄膜材料提出了各种各样的要求。为了确定薄膜的性质，人们提出了各种各样的研究方法和测试手段，椭偏测量因其具有很高的测量灵敏度和精度，广泛应用于光学薄膜性能的研究。 本文从研究制备条件对非晶态TiO2薄膜的透射率及光学参数的影响出发，利用分光光度计测量薄膜的透射率：椭圆偏振光谱仪作为确定薄膜光学参数的测试仪器。详细研究了采用递进式拟合法对提高椭偏参数拟合精度；对采用NAF色散模型对非晶态TiO2薄膜进行椭偏建模的合理性；以及不同制备条件对非晶态TiO2薄膜光学特性的影响。其研究方法和结果为利用椭圆偏振光谱仪确定薄膜的光学参数，以及制备高折射率的非晶态TiO2光学薄膜均具有实际的应用价值。全文主要包括以下四部分： 第一章绪论部分，对薄膜材料的应用和技术的发展，以及常用的几种确定薄膜材料光学常数的方法就行了概述，并对本论文的工作进行了说明。 从第二章到第四章是本论文的核心部分。在第二章中，对非晶态TiO2光学薄膜样品的制备(成都产ZZS630真空镀膜机)以及测试设备(日本产岛津UV-3101PC分光光度计和法国产UVISEL椭圆偏振光谱仪)进行了概述，并详细描述了薄膜样品的制备和性能测试步骤以及注意事项。 在第三章中，对利用椭圆偏振光谱仪确定薄膜的光学参数的实验数据拟合阶段，以SiO2和TiO2光学薄膜为例，详细研究了递进式拟合方法对椭偏参数拟合精度的提高，采用该方法，使得均方差X2越来越小，从而得到薄膜光学参数更为准确。在椭偏建模阶段，选用NAF色散模型，对非晶态TiO2薄膜进行椭偏建模，通过与Cauchy色散模型的拟合结果进行对比，从而证明了选用NAF色散模型的合理性。 在第四章中，研究了制备条件对非晶态TiO2薄膜光学特性(透射率及光学参数)的影响。基底温度和工作气压对非晶态TiO2薄膜光学特性的影响主要表现为： 1、非晶态TiO2薄膜的透射光谱随着基底温度的升高而降低，且极值点向短波方向漂移，这说明薄膜的折射率随着基底温度的升高而增大。这种现象在椭偏仪的拟合结果得到了很好的证明。 2、非晶态TiO2薄膜的透射光谱随着工作气压的降低而降低，极值点也存在向短波方向的漂移，这说明随着工作气压的降低薄膜折射率增大。且这种现象也在椭偏仪的拟合结果中得到了证明。 因此，要获得大折射率的非晶态TiO2光学薄膜可以通过升高基底温度或降低工作气压来制备。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1薄膜技术的发展及应用

1.2薄膜参数的测试方法

1.3本课研究的主要内容及意义

第二章薄膜样品制备及测试

2.1薄膜样品的制备

2.1.1电子束蒸发设备简介

2.1.2　ZZS630镀膜机的实验操作步骤

2.2样品透射谱的测量

2.2.1测试系统简介

2.2.2实验测试注意事项及步骤

2.3椭偏仪与椭偏测量术

2.3.1椭偏仪的结构及其主要应用

2.3.2反射式椭偏仪测量的基本理论

2.3.3 UVISEL椭圆偏振光谱仪

第三章椭偏参数拟合方法及建模的研究

3.1提高椭偏参数拟合精度方法的研究

3.1.1实验测试结果

3.1.2薄膜参数的递进式拟合方法

3.1.3实验结果及讨论

3.1.4小结

3.2 NAF色散模型在TiO2光学薄膜椭偏参数拟合中应用

3.2.1理论基础

3.2.2实验结果分析

3.2.3小结

第四章制备条件对TiO2薄膜光学特性的影响

4.1实验样品镀制

4.2基底温度对TiO2光学薄膜光学特性的影响

4.3工作气压对TiO2薄膜光学特性的影响

4.4小结

参考文献

在校期间发表的学术论文

致谢