【文章內(nèi)容簡介】 但若能取 Ta2O5加 7%Ta當起始材料 ,則鍍起來更穩(wěn)定 .一般用電子槍加離子源輔助鍍膜或濺射鍍 Ta靶的經(jīng)驗 ,鍍 Ta2O5膜比 TiO2膜容易得到較小的吸收及散射 ,而膜的沉積速率也快些 .堆積密度近乎為 1,因此常被用來與 SiO2搭配鍍低散射 ,低吸收的多層膜濾光片及雷射鏡 . 36 Nb2O5 Nb2O5為折射率介于 TiO2與 Ta2O5的高折射率材料 ,在近紫外光到紅外光都是透明的 ,可以濺鍍 Nb靶 ,亦可取Nb2O5用電子槍加離子源輔助鍍膜 ,得到堆積密度近乎為 1的光學薄膜 .不過其鍍前材料的預熔非常重要 ,這種技術(shù)已經(jīng)成熟 .以往很少人用 Nb2O5,今日會漸為光學薄膜制鍍者采用與 SiO2搭配鍍多層膜濾光片 . 37 ZrO2 ZrO2是折射率略低于 Ta2O5的氧化膜 ,由于用電子槍蒸鍍很容易得到低折射率 ,起始材料可為 ZrO2也可以為Zr,在近紫外到紅外光區(qū)都是透明的 . 由于其折射率在可見光約為 ,很適合當三層抗反射設計中的波長擴寬 . 氧化不完整的 ZrOx可用熱阻舟鍍 ,為了節(jié)省鍍膜機的造價 ,有人不用電子槍而用熱阻舟以與 MgF2搭配鍍等效膜層 .制鍍眼鏡和相機等抗反射膜 ,第一層先鍍 MgF2,一來可防止玻璃中的金屬離子與 ZrO2起反應 ,二來鍍壞了可以容易脫膜后重新鍍膜 . 38 但 ZrO2的非均勻性比其他材料嚴重 ,不過若在其中參雜 ZrTiO4則可大獲改善 ,此混合膜料稱之為 Substance1,是 Merck公司的產(chǎn)品 .此公司繼續(xù)開發(fā)了 Sub2,蒸發(fā)較為容易 ,若使用離子輔助鍍膜 ,適當?shù)碾x子束電壓與電流可使 ZrO2的非均勻性大獲改善 . 39 HfO2 HfO2折射率比 ZrO2略低一點點 ,但其透光率涵蓋了紫外 (越 230nm)到遠紅外光區(qū) (12022nm),是和 SiO2搭配做紫外光區(qū)多層膜的好材料 ,及紅外光區(qū)金屬膜 (如 )的良好的保護膜 . 其膜的硬度也比其他材料要高 ,并且在波長為8000nm到 12022nm,高入射角時 ,不會象 SiO2或 Al2O3膜當 Al鏡保護膜時反射率會下降很多 .它也是制鍍高功率雷射鏡很好的材料 .鍍 HfO2膜可用 HfO2或 Hf金屬以電子槍蒸發(fā)鍍膜 . 40 Y2O3 Y2O3的折射率約 ,MgO的折射率為 ,此材料需用電子槍蒸鍍 ,在紫外區(qū)及近紅外區(qū)有高的透明度 .用作鋁外面層的保護膜其極受歡迎 ,特別相對于 800—12022nm區(qū)域高入射角而言。也可用作眼鏡保護膜。一般情況下若非需要此折射率來鍍制特殊膜系 ,如棱鏡偏振分光膜或高入射角膜系 .否則很少用到此材料 . 41 SiO SiO為一升華材料可用有孔的鉬舟蒸鍍 ,折射率約 ,但會吸收藍光而呈黃褐色 ,若鍍慢些或充氧蒸鍍可增高藍光區(qū)的透明度 .但折射率會下降到約 ,成為 Si2O3膜 ,若經(jīng)紫外光長時間照射折射率會下降 ,透明度可延伸到 Ge搭配做成各種多層膜濾光片 ,或為制鍍塑料基板的第一層附著層 , 增加而后鍍上去膜層的附著力 . 42 Al2O3 Al2O3的折射率在可見光約為 ,用電子槍蒸鍍后膜性穩(wěn)定 ,因此常與 MgF2及 Sub2或 ZrO2搭配鍍成可見光區(qū)的抗反射膜系 .由于折射率到不了 ,因此鍍成的抗反射膜呈明顯的綠色 . 43 SiO2 SiO2是氧化物中膜性良好的最低折射率材料 (約),SiO2不易分解 ,吸收與散射很小 ,在 160nm到8000有良好的透明度 ,因此是制鍍多層膜所需最佳的低折射率薄膜 .SiO2的熔點與蒸發(fā)點很接近 ,因此使用顆粒狀的 SiO2當起始材料 ,電子束必須很快地掃描膜料 ,否則電子束很快會將膜料打成一深洞而影響蒸鍍速率及 SiO2分子蒸發(fā)的均勻分布 . 44 膜層數(shù)少的可采用選點方法以電子束打點蒸鍍 ,若膜層數(shù)多者則需將坩堝改大 ,呈環(huán)型轉(zhuǎn)動 ,而電子束面積也需擴大掃描 ,或以塊狀代替顆粒狀 困擾 .若用離子束濺鍍 SiO2膜 ,則使用 SiO2靶或 Si靶都無此問題 . SiOxNy 以 Si或其化合物為起始材料 ,鍍時充氧及氮氣于離子源得不同的氧或氮的含量 .也可以用 PECVD法鍍出 ,折射率約在 — . 45 另外 ,Sb2O3及 CeO2也是過去常用的高折射率材料，分別用 Mo及 W電熱阻舟可以蒸鍍得折射率 ，已較少人用。倒是 ITO（ In2O3， SnO2）卻被很多人使用為透明導電膜。 ITO膜為在 In2O3中摻有 5%到 15%的 SnO2，所摻含量因用途不同而定。一般顯示器熒幕所需的 ITO膜其 SnO2的含量為 10%,其在可見光區(qū)透明 ,在紅外光區(qū)因自由電子濃度很高而呈現(xiàn)不透光而有導電的效果 ,其折射率及導電率與 Sn2O3的含量及制程有關(guān) ,可以用電子槍加離子源輔助鍍膜或濺射鍍膜來完成 .除當電極使用外 ,也可當防護電磁輻射 (EMI)的鍍膜 ,其與 SiO2搭配可做成多層抗反射膜供各種銀幕使用 .若基板為含有鈉的玻璃時要先鍍 SiO2層以防止鈉離子滲入 ITO膜影響其特性 46 上面講的氧化膜 ,如果沒有用離子源輔助鍍膜 (IAD)基板溫度宜加到 250℃ 300 ℃ 。并在抽到高真空后，充氧 10— 30mPa的氧氣下蒸鍍，如此可得到堅固透明的氧化膜，但如果基板為塑料，則溫度只能加到 120 ℃（ PC基板），甚至 100 ℃ （ CR39基板）或 70 ℃ (PMMA基板），這些要得到良好的膜質(zhì)必須用離子源輔助或其他能增加能量的辦法。 即使用玻璃基板在鍍多層膜的時候溫度也不適宜太高，因薄膜的膨脹系數(shù)與玻璃的差太多，冷卻到室溫后膜層與基板間會有很大的應力而造成破裂甚至脫膜，這是玻璃基板也可以用離子源輔助，而基板溫度只加熱到 150 ℃ 。也可得到膜性比較好的光學薄膜。倘若基板溫度很大或成為塊狀，如棱鏡則不宜加高溫，這是 IAD就顯得更重要了。為了防止基板破裂，有時這種厚基板鍍膜必須隔天才能從真空室里取出來。 47 ZnS ZnS透光區(qū) 380nm25000nm，是電子槍未發(fā)展成功之前常用的高折射率材料， n=. 其與冰晶石（ Na3AlF6 n=)搭配可做成各種濾光片。 ZnS堆積密度高，呈壓應力，冰晶石堆積密度低，呈張應力，兩者搭配起來鍍多層膜應力很小。但冰晶石怕水汽，做好的濾光片必須密封好。 ZnS也常與 MgF2(n=)搭配做成各種濾光片，但 MgF2要加高溫度到 250 ℃ 以上膜質(zhì)才會變硬，而 ZnS蒸鍍時基板溫度不得超過 150 ℃ 。原因是 ZnS為一升華材料，蒸發(fā)時先分解 Zn與 S，再沉積在基板上結(jié)合成 ZnS，若基板溫度過高，則 Zn與 S結(jié)合不了，而產(chǎn)生嚴重的吸收。 48 ZnS在紅外光區(qū)的折射率為 ,與 Ge或 PbTe搭配當?shù)驼凵渎什牧?，可以做成各種紅外光區(qū)使用的多層濾光片。 ZnS可用鉭舟或電子槍蒸鍍。 ZnSe ZnSe性質(zhì)和 ZnS差不多，蒸鍍方法也類似，折射率高些（約 )。為紅外光區(qū)的重要鍍膜材料 ,可與 PbTe搭配做紅外光區(qū)的多層濾光片 ,但紅外光透光區(qū)只到18000nm. 49 :氟化物及其它 氟化物的特性是折射率低 ,紫外光區(qū)透明度高 (CeF3除外 ,其透明區(qū)為 300nm— 12022nm),膜軟 ,怕水 (加高溫度鍍的 MgF2除外 )。 PbF2為氟化物中折射率較高的材料 ,透光區(qū)在240nm— 20220nm,折射率在 550nm時約為 ,可用鉭(Ta)舟或電子槍蒸鍍 . CeF3折射率在 550nm時為 ,可用鎢舟鍍 ,電子槍未普遍被使用前常被用做抗反射的中間折射率材料 . GdF3可當深紫外光的高折射率材料 ,配合 MgF2或AlF3可做成抗反射 ,高反膜及濾光片 .在 193nm的折射率以鉬熱阻蒸鍍基板 250 ℃ 時為 . 300 ℃ 時為 離子濺鍍時為 50 LaF3及 NdF3透明區(qū)為 190nm到 2022nm,是深紫外光區(qū)重要的高折射率材料 .可用鎢舟或鉬舟蒸鍍 ,基板溫度 250 ℃ 時 LaF3折射率在 193nm為 ,在 550nm時