新型功能光學薄膜的磁控濺射工藝及物性研究.pdf

1、光學功能薄膜涉及到光電產(chǎn)業(yè)、國防、環(huán)境科學等眾多領(lǐng)域，具有很強的應用背景。本文利用磁控濺射技術(shù)制備了幾種新型光學功能薄膜，主要包括：SiOx薄膜、YSZ耐高溫光學薄膜、TiO2光催化和自清潔功能薄膜。通過對材料的篩選，對薄膜材料微結(jié)構(gòu)及性能的調(diào)控，以及對制備工藝的研究與優(yōu)化，取得了一些具有實用價值的研究成果。文中還對影響光學薄膜性能的內(nèi)在因素和作用機理進行了分析和討論。 本論文的具體研究內(nèi)容和主要結(jié)果如下： 1.利用反應

2、磁控濺射技術(shù)制備了不同氧化程度的SiOx薄膜，研究了不同溫度下退火對其光學參數(shù)的影響。討論了SiOx材料體系在不同溫度下退火后，薄膜的微結(jié)構(gòu)與組成的演變過程，具體包括相分離引起的成分變化，退火對樣品應力的釋放和對缺陷的修復作用，以及不同氧化程度薄膜折射率的變化機理等。 2.針對光學薄膜在高溫下的應用，研究了Nb2O5、Ta2O5等傳統(tǒng)光學薄膜材料在高溫下微結(jié)構(gòu)及光學參數(shù)的劣化；提出了釔穩(wěn)定氧化鋯(YSZ)材料在耐高溫光學薄膜領(lǐng)域

3、的應用。從光學參數(shù)和微結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性等方面討論了YSZ薄膜材料的耐溫性能及機理。所獲得的YSZ/SiO2多層膜光學器件在800℃下光學性能無明顯退化。該結(jié)果拓展了光學薄膜在高溫條件下的應用前景。 3.發(fā)現(xiàn)了ZnO前驅(qū)層對TiO2薄膜的結(jié)晶增強的效應，并研究了該增強效應的機理。提出了利用ZnO前驅(qū)層來調(diào)控TiO2薄膜的結(jié)晶度和表面粗糙度的方法，研究了TiO2/ZnO薄膜的光催化和自清潔性能及影響因素。利用磁控濺射技術(shù)獲得的TiO2/