在热处理过程中,释放,结晶,离子束喷射的Ta2O5薄膜的形态和光学变化
A Paolone1,2, M Bazzan3,4, G Favaro3,4
1Istituto dei Sistemi Complessi, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Piazzale A. Moro 5, 00185, Roma, Italy.
Heliyon
|February 6, 2025
概括
高温触发了引力波探测器中使用的无形氧化 (Ta2O5) 涂层中的释放和结晶. 这种转换改变了光学特性和表面特征.
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.
- 物理 物理学 物理
背景情况:
- 由离子束喷射 (IBS) 生产的无形氧化 (Ta2O5) 对于引力波探测器镜中的高反射涂层至关重要.
- 了解高温下的材料行为对于探测器性能和寿命至关重要.
研究的目的:
- 为了研究无形Ta2O5涂层的高温行为.
- 为了将热引起的结构变化与光学属性修改相关联.
- 阐明观察到的红外吸收波段背后的机制.
主要方法:
- 质谱测量检测释放的气体.
- 用于结构分析 (结晶) 的X射线衍射 (XRD).
- 原子力显微镜 (AFM) 用于评估表面形态.
- 扫描近场光学显微镜 (SNOM) 检测红外特性.
- 光发射电子显微镜 (PEEM) 用于研究域形成.
主要成果:
- 检测到阿贡释放在1000K左右,激活能量为410±60kJ/mol.
- 在相同的温度范围内观察到Ta2O5的结晶.
- 表面粗度降低,并在结晶后出现微米大小的域.
- 红外特性在结晶后变得不均,并且取决于域.
- 960厘米-1左右的真空依赖的红外吸收带出现,与非静态氧域相关联.
结论:
- 高温回火诱导无形Ta2O5.5的显著结构和光学变化.
- 结晶和释放是影响涂层性能的联合现象.
- 氧气丰富/贫乏域的形成是观察到的红外吸收的原因,影响光学均性.
