Какво е оптичното свойство на филма, отложен чрез разпрашителна мишена?

Какви са оптичните свойства на филма, отложен от разпръскваща мишена?

Въведение

В областта на отлагането на тънък слой разпръскващите мишени играят решаваща роля. Като уважаван доставчик на мишени за разпръскване, ние сме добре запознати с науката зад разпръскването и произтичащите от това свойства на тънък филм. Една от най-важните характеристики на тези тънки филми е тяхното оптично свойство, което има широк спектър от приложения в различни индустрии като оптика, електроника и фотоволтаици.

Основите на разпрашването и отлагането на филм

Разпрашването е процес на физическо отлагане на пари (PVD). В този процес йони от плазма (обикновено аргонови йони) се ускоряват към разпръскваща цел. Когато тези йони ударят целевата повърхност, атомите или молекулите се изхвърлят от целевия материал. След това тези изхвърлени частици преминават през вакуумната камера и се отлагат върху субстрат, образувайки тънък филм.

Видът на използваната цел за разпръскване може значително да повлияе на свойствата на отложения филм. Например различните целеви материали ще доведат до филми с различен химичен състав, което от своя страна влияе върху оптичните свойства на филма. Обичайните материали за мишени за разпръскване включват метали (като алуминий, мед и титан), полупроводници (като силиций) и оксиди (като индий-калаен оксид, ITO).

Фактори, влияещи върху оптичните свойства на отложените филми

1. Състав на материала

Оптичните свойства на тънкия филм силно зависят от неговия химичен състав. Например, металните филми обикновено са силно отразяващи. Алуминиеви филми, депозирани с помощта наПланарна мишена за разпръскване с висока чистота, са известни с високата си отразяваща способност във видимата и инфрачервената спектрална област. Това ги прави подходящи за приложения като огледала и топлинни рефлектори.

За разлика от това, полупроводниковите филми като силиций могат да абсорбират и излъчват светлина в зависимост от структурата на тяхната енергийна лента. Абсорбционните и емисионните спектри на силициевите филми се използват във фотоволтаичните клетки за преобразуване на светлината в електричество. Оксидните филми, като ITO, са прозрачни във видимата област и имат добра електрическа проводимост. Това прави филмите ITO от съществено значение за приложения в дисплеи със сензорен екран и слънчеви клетки.

2. Дебелина на филма

Дебелината на отложения филм също оказва значително влияние върху неговите оптични свойства. Тъй като дебелината на филма се променя, интерференцията на светлинните вълни във филма може да причини промени в отразяването, пропускливостта и абсорбцията. За тънки филми оптичната интерференция може да доведе до цветни модели, известни като тънкослойни смущения. Това явление често се наблюдава в нефтени петна върху вода, които по същество са тънки филми.

В случай на антирефлексни покрития, дебелината на филма се контролира внимателно, за да се сведе до минимум отразяването. Чрез нанасяне на филм с определена дебелина и коефициент на пречупване може да се постигне деструктивна интерференция на светлинни вълни, намалявайки отразената светлина и увеличавайки пропуснатата светлина.

3. Микроструктура

Микроструктурата на филма, като размер на зърното и ориентация, може да повлияе на неговите оптични свойства. За поликристалните филми по-малките размери на зърната могат да доведат до по-гладки повърхности, което от своя страна намалява разсейването на светлината. Това води до по-висока пропускливост или отразяване, в зависимост от приложението.

Например, в някои оптични покрития е желана финозърнеста микроструктура за постигане на висококачествени оптични характеристики. От друга страна, в някои случаи може да се проектира специфична ориентация на зърното, за да се контролира поляризацията на светлината, преминаваща през филма.

Общи оптични свойства на филми, отложени от разпръскващи мишени

1. Отражение

Коефициентът на отражение е съотношението на интензитета на отразената светлина към интензитета на падащата светлина. Както бе споменато по-рано, металните филми обикновено имат висока отразяваща способност. Например, сребърни филми, отложени чрез разпръскване, могат да имат стойности на отразяване от над 95% във видимата област. Тази висока отражателна способност прави сребърните филми идеални за приложения в оптични огледала и отразяващи покрития.

Коефициентът на отражение на филм може да се измери с помощта на спектрофотометър, който измерва интензитета на светлината при различни дължини на вълната. Чрез анализиране на спектъра на отражение можем да разберем оптичното поведение на филма и да оптимизираме процеса на разпрашаване, за да постигнем желаните свойства на отражение.

2. Пропускливост

Пропускливостта е съотношението на интензитета на пропуснатата светлина към интензитета на падащата светлина. Прозрачни филми, като ITO и филми от силициев диоксид, се използват широко в приложения, където се изисква висока пропускливост. Например, в технологиите за показване, предният слой трябва да има висока пропускливост, за да осигури ясна видимост на съдържанието на дисплея.

Пропускливостта на филма може да бъде повлияна от фактори като дебелина на филма, състав на материала и грапавост на повърхността. Чрез внимателно контролиране на тези фактори по време на процеса на разпръскване, ние можем да произвеждаме филми с висока и постоянна пропускливост.

3. Абсорбция

Абсорбцията е свързана с количеството светлина, което се абсорбира от филма. В някои приложения, като фотодетектори и слънчеви клетки, абсорбцията е критично свойство. Полупроводниковите филми често се използват за абсорбиране на светлина и генериране на двойки електрон - дупка, които след това могат да се използват за генериране на електрически ток.

Спектърът на абсорбция на филм може да предостави информация за енергийните нива и преходите в материала. Чрез избиране на подходящия целеви материал за разпръскване и контролиране на условията на отлагане на филма, можем да оптимизираме спектъра на абсорбция на филма за конкретни приложения.

Приложения на филми със специфични оптични свойства

1. Оптика и фотоника

В оптичната и фотоникната индустрия тънкослойните покрития със специфични оптични свойства се използват широко. Антирефлексните покрития върху лещите намаляват отблясъците и подобряват пропускането на светлина, като подобряват работата на оптични инструменти като камери и телескопи. Огледала с висока отражателна способност, направени чрез разпръскване на метали, се използват в лазерни системи и оптични резонатори.

Много дъгова целможе да се използва за отлагане на филми за тези оптични приложения, осигурявайки висококачествени и възпроизводими покрития.

2. Електроника

В електронната индустрия филми със специфични оптични свойства се използват в дисплейните технологии. Както бе споменато по-рано, ITO филмите се използват като прозрачни проводими електроди в дисплеи със сензорен екран. Комбинацията от висока пропускливост и добра електропроводимост на ITO филмите ги прави идеален избор за това приложение.

Въртяща се мишена за разпръскванеможе да се използва за депозиране на големи площи и еднакви ITO филми, които са от съществено значение за масовото производство на устройства за показване.

3. Фотоволтаици

Във фотоволтаичната индустрия оптичните свойства на тънките филми са от решаващо значение за ефективността на слънчевите клетки. Филмите с висока абсорбция в слънчевия спектър се използват за улавяне на слънчевата светлина и преобразуването й в електричество. Освен това върху повърхността на слънчевите клетки се нанасят антирефлексни покрития, за да се увеличи количеството светлина, което навлиза в клетката и се превръща в енергия.

Нашата роля като доставчик на разпръскващи мишени

Като професионален доставчик на мишени за разпръскване, ние разбираме значението на предоставянето на висококачествени мишени за разпръскване, за да отговорим на разнообразните нужди на нашите клиенти. Ние предлагаме широка гама от разпръскващи мишени, включителноМного дъгова цел,Планарна мишена за разпръскване с висока чистота, иВъртяща се мишена за разпръскване.

Нашите мишени за разпръскване са направени от материали с висока чистота, които гарантират качеството и консистенцията на отложените филми. Ние също така предоставяме техническа поддръжка на нашите клиенти, като им помагаме да изберат най-подходящата цел за разпръскване за техните специфични приложения и да оптимизират процеса на разпрашаване, за да постигнат желаните оптични свойства.

Ако търсите висококачествени мишени за разпръскване за вашите приложения за отлагане на тънък слой, ви каним да се свържете с нас за доставка и допълнителни дискусии. Нашият екип от експерти е готов да ви помогне да намерите най-добрите решения за вашите нужди.

Референции

1. Windischmann, H. (1991). Физика на реактивното разпрашване. Технология на повърхността и покритията, 50 (1 - 3), 133 - 151.
2. Bunshah, RF (Ed.). (1982). Технологии за отлагане на филми и покрития: разработки и приложения. Noyes Publications.
3. Пападимитракопулос, Ф. и Гордън, Р. Г. (1995). Нови перспективи в химическото отлагане на газове. Годишен преглед на науката за материалите, 25 (1), 389 - 430.