氧化釔薄膜為藍寶石紅外窗口保護膜生長中間層的研究.pdf

1、藍寶石由于其良好的機械和光學綜合性能,是中波紅外探測窗口的重要候選材料之一。隨著高速飛行器用紅外成像探測系統(tǒng)的發(fā)展,對紅外探測窗口提出更高的要求。但在高速飛行時,藍寶石紅外窗口會出現熱開裂、熱畸變和保護膜脫落的問題。SiO2薄膜是一種重要的藍寶石保護膜。但由于SiO2薄膜與藍寶石之間存在熱失配問題,需要在兩者之間加入中間層來改善熱失配問題。Y2O3薄膜優(yōu)良的性能、較高的折射率和合適的熱膨脹系數,適合作藍寶石增透保護膜的高折射率膜層。與S

2、iO2薄膜組成雙層膜系,有希望提高藍寶石的性能。本文主要研究 Y2O3薄膜作為中間層與 SiO2薄膜組成雙層膜對藍寶石紅外性能的影響。
　　本文利用射頻磁控反應濺射在藍寶石襯底上制備Y2O3薄膜和SiO2薄膜。并采用正交試驗研究工藝參數及其交互作用對 Y2O3薄膜沉積速率和折射率的影響;濺射氣壓是Y2O3薄膜沉積速率和折射率影響的主要影響參數,優(yōu)化Y2O3薄膜的制備工藝。并采用一系列測試方法(SEM、XRD、橢偏儀、納米壓痕等)對

3、薄膜進行測試分析。結果表明Y2O3薄膜呈現出多晶態(tài),退火后晶粒長大,SiO2薄膜呈現非晶態(tài),經過退火處理后仍保持非晶態(tài)。500℃原位保溫退火一小時后Y2O3薄膜的O/Y原子百分比提高,制備的 SiO2薄膜具有較好的化學配比。且Y2O3薄膜和SiO2薄膜具有較好的光學和力學綜合性能。研究Y2O3中間層對性能的影響,結果表明,引入Y2O3薄膜作為中間層提高了薄膜的附著力。雙面鍍 Y2O3/SiO2薄膜后藍寶石在室溫下的平均透過率顯著提高。雖