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光学镀膜料的成分|光学干涉滤光片镀膜

     光学薄膜是大块材料经过固相——液相——气相——固相或固相——气相——固相转化后在基板上凝聚而成的,因而它的微观结构、晶体结构以及薄膜成分都会与原始块状材料不同。

      绝大多数金属几乎都是以原子形式蒸发的,但是对于一些半导体和半金属,它们多是以2个或2个以上的原子集合体逸出的。因为Sb的4个原子几乎是以相似的共价键相结合,故Sb膜中主要含Sb4,同时混入Sb2和少量Sb。As多为As4和As2,Bi和Te含有相当多的Bi2和Te2,在C,Ce,Se和Si中也都观察到类似的集合体。

      化合物的情况更加复杂。对于硫属化合物,蒸发时材料是分解的,例如,2ZnS→2Zn+S2。但它们在基板上又重新化合了,因而仍能得到化学计量与块状材料近似一致的膜层。CdTe也分解为Cd和Te2。同样,氟化物也会引起不同程度的失氟,失氟后的膜层吸收潮气能力提高。这种失氟现象与蒸发源密切相关,采用大容量的辐射蒸发源可得到与块状化学计量近似一致的膜层。在蒸发氧化物时,可观察分解的O2,即使是稳定的SiO2也包含着SiO和O2.失氧严重的是TiO2,Ta2O5和NiO等,相比之下,MgO,Al2O3,BeO和CoO2几乎接近于块状材料。

      溅射也包含着大量的复合原子。离子加速电压越高,溅射的单原子越少,以溅射Cu膜为例,对多晶Cu靶,Ar+的加速电压为100eV时,只有5%左右的Cu,其余都是Cu2.对单晶Cu(100)靶,出Cu和Cu2外,还有Cu+n(n=1~11)。用Ar+和Xe+溅射Al,也可以分别观察到Aln(n=1~7)和Aln(n=1~18)。用Ar+溅射化合物GaAs,溅射出来的99%是Ga和As的中性原子,其余才是GaAs分子。

      光学薄膜化学成分的分析主要借助于表面分析技术。所谓表面分析技术通常就是用光子、电子或离子作为一次粒子轰击待分析的样品表面,粒子与固体表面相互作用,结果将引起激发粒子的放射,即二次粒子,利用这种激发和放射过程就能鉴定表面和薄膜的化学成分。