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業(yè)、國防、環(huán)境科學等眾多領域，具有很強的應用背景。本文利用磁控濺射技術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，對薄膜材料微結構及性能的調控，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容和主要結果如下： 1.利用反應

2、磁控濺射技術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，薄膜的微結構與組成的演變過程，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構及光學參數(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域

3、的應用。從光學參數(shù)和微結構的穩(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前驅層對TiO2薄膜的結晶增強的效應，并研究了該增強效應的機理。提出了利用ZnO前驅層來調控TiO2薄膜的結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。利用磁控濺射技術獲得的TiO2/