ZnS-YbF3薄膜的制備及其性能研究.pdf

1、薄膜應(yīng)力對(duì)薄膜的光學(xué)性能、機(jī)械性能以及抗激光損傷等特性都有重要影響。為了減小和改變紅外薄膜的應(yīng)力，本論文開展了ZnS、YbF3制備工藝與薄膜應(yīng)力關(guān)系以及后期退火處理對(duì)薄膜應(yīng)力影響的研究。
　　本文首先利用熱蒸發(fā)的方法，在單面拋光的單晶硅(Si)基底上，在不同離子源功率的情況下制備ZnS單層薄膜。用干涉儀、橢偏儀、分光光度計(jì)、X射線衍射儀(XRD)和原子力掃描電鏡(AFM)分別對(duì)ZnS薄膜的面形、光學(xué)常數(shù)、晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌進(jìn)行測(cè)量

2、，并且計(jì)算應(yīng)力的大小。分析結(jié)果:ZnS薄膜受壓應(yīng)力作用，離子源輔助沉積會(huì)使其應(yīng)力增加，薄膜晶粒大小更加均勻和致密，折射率也更高。在28.5度附近存在明顯的ZnS(111)衍射峰，離子源輔助沉積使擇優(yōu)取向更加顯著。綜合分析:離子源功率為360W，薄膜性能最佳。然后在離子源功率為360W時(shí)，探究薄膜厚度對(duì)應(yīng)力的影響。并對(duì)其晶體結(jié)構(gòu)、光學(xué)常數(shù)、表面形貌和應(yīng)力進(jìn)行了表征。發(fā)現(xiàn)單層膜的應(yīng)力隨厚度的增加而增大，到達(dá)一定厚度便轉(zhuǎn)而減小。最后制備3個(gè)功

3、率為360W，厚度為1微米的ZnS薄膜，在300℃、400℃和500℃下分別對(duì)3個(gè)樣品進(jìn)行退火處理，比較它們的晶體結(jié)構(gòu)、光學(xué)常數(shù)、表面形貌和應(yīng)力變化。
　　然后制備了YbF3單層膜，結(jié)果顯示YbF3受張應(yīng)力作用，離子源輔助沉積會(huì)使其應(yīng)力減小，折射率增加，粗糙度減小。用X射線衍射發(fā)現(xiàn)YbF3并沒有衍射峰，為非晶態(tài)。離子源功率為360W時(shí)，YbF3薄膜應(yīng)力隨厚度的增加先增大后減小。
　　最后，制備了不同的ZnS/YbF3薄膜，分