电弧源制备Ag薄膜的工艺研究

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银膜,是一种高反射膜,在可见和红外光谱区具有高反射率和低吸收率的优良光学特性,主要采用热蒸发的制备方式,但由于热蒸发离子沉积能量低,所制备银膜致密度不够,易受潮易被氧化,且银膜本身与玻璃结合力差易脱落。电弧离子镀具有离化率高、离子动能大,镀制膜层致密、附着性好等特点,现已广泛用于硬质薄膜的沉积中,而在银光学膜的制备中鲜有报道。本文采用磁过滤电弧源技术,用纯度为99.99%的银作为靶材,在K9玻璃和硅片上沉积银膜。通过白光干涉仪、分光光度计和剥离实验等,分别对银膜的沉积速率、表面粗糙度和附着力等性能进行分析,主要研究了银靶在电弧离子镀中的放电情况,靶电流对银膜沉积速率、均匀性和表面粗糙度的影响,基片偏压对银膜沉积速率和表面粗糙度的影响,以及有无过渡层对银膜附着力的改善情况,得到了以下结果:实验中,银膜沉积速率差异较大,基板内银膜积速率在0.3412nm/s至2.048nm/s变化;靶电流的升高膜层的沉积速率增大,表面粗糙度会有所改变,还会影响靶材离子的沉积范围;一定的基片偏压对薄膜表面粗糙度有所改善,在偏压为+10.0V时获得了实验所制备银膜中最低的表面粗糙度0.5355nm;经过对单层银膜和沉积有氧化铝为过渡层的银膜进行剥离实验,在采用大离子束能量辅助沉积30nm厚氧化铝过渡层,外覆30nm氧化铝和200nnm二氧化硅作为保护层的银膜,可达到光学薄膜的牢固度要求。
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