用氧化添加的等离子体辅助原子层沉积的氧化薄膜的硬度,模量和折射率
Mikk Kull1, Helle-Mai Piirsoo1, Aivar Tarre1
1Department of Materials Science, Institute of Physics, University of Tartu, W. Ostwald Str. 1, EE50411 Tartu, Estonia.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|May 27, 2023
概括
研究人员使用氧化物添加氧化物 (Al2O3-HfO2) 薄膜开发了可调节的,有弹性的光学涂层. 这些用等离子增强的原子层沉积膜提供可调的折射率,同时保持先进光学应用的机械强度.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光学工程是指光学工程.
- 薄膜技术 薄膜技术
背景情况:
- 可调整的折射率和高机械弹性对于先进的光学涂层至关重要.
- 基于氧化 (HfO2) 的薄膜对光学应用具有前景.
- 用其他氧化物对HfO2进行兴奋剂可以改变其特性.
研究的目的:
- 为了研究Al2O3合HfO2薄膜的光学和机械性能.
- 探索组成,沉积条件和薄膜特性之间的相关性.
- 评估这些薄膜作为机械弹性和光学调节涂层的潜力.
主要方法:
- 用等离子增强原子层沉积 (PE-ALD) 在300°C下在基板上沉积HfO2:Al2O3薄膜.
- 薄膜厚度在60-80nm之间,含量在2%至26%之间.
- 描述了光学性质 (在各种波长的折射率) 和机械性质 (硬度,模量).
主要成果:
- 薄膜的折射率在632nm时从1.69到2.08不等,显示出对Al含量的持续依赖,UV区域的差异更大.
- 薄膜硬度在12-15 GPa之间,模量在160-180 GPa之间.
- 机械性质与沉积成份没有很强的相关性,但光学性质是可调和的,并且取决于组成和沉积条件.
结论:
- 原子层沉积允许通过调整组成来调整HfO2:Al2O3膜的光学特性.
- 开发的薄膜保持良好的机械性能,同时提供可调节的光学特性.
- 这些薄膜适用于微或纳米电机系统和透明显示器中作为机械坚固和光学可调的涂层.
