SiN/Ag/SiN新型光谱选择性透过涂层的设计与制备

摘要

光谱选择性透过涂层在节能窗上能有效反射红外光,通过减少室内外的热传递而降低能耗。本文分别测量SiN膜和Ag膜的透射光谱和光学常数,利用TFCale软件对SiN/Ag/SiN选择性透过涂层的各层厚度进行优化设计并利用磁控溅射进行制备。使用紫外-可见-近红外分光光度计(UV/VIS/NIR)、扫描电子显微镜(SEM)和俄歇电子能谱(AES)测试与表征涂层的选择透过特性、微观形貌与成分分布。结果表明,实际制备的涂层厚度及光学性能与理论设计值具有良好的一致性。当SiN/Ag/SiN涂层的各层厚度分别为30/15/35 nm时,其可见光和近红外波段的透射率分别为73.1%和17.2%,体现出明显的选择透过性。观察Ag膜的生长模式,发现15 nm的Ag膜仍处于岛状粒子生长阶段,上层的SiN层粒子会在沉积过程中进入Ag岛之间的缝隙。探究不同类型涂层的光学性能,发现金属Ag薄膜对选择透过涂层的红外透过率有显著影响,且外层的SiN薄膜是保证涂层可见光透过率的关键因素。