- 如此神奇的氟化鎂薄膜，你知道嗎
- 作者：蘇化學(xué) 發(fā)布日期：2021-07-13
氟化鎂晶體具有很好的光學(xué)性能、機(jī)械性能及化學(xué)穩(wěn)定性，是一種非常重要的光功能晶體材料，其用途十分廣泛，常被用來制作氟化鎂薄膜。
高透過率的氟化鎂薄膜有很多種制備方法，例如：真空蒸發(fā)、等離子體輔助沉積、濺射方法等。在工業(yè)上，最多采用的是濺射方法，因?yàn)樗軌驅(qū)崿F(xiàn)在比較低的襯底溫度下氣相生長(zhǎng)，且可得到大面積的薄膜。但是濺射方法也有其弊端：通常在純Ar氣氛中得到的氟化鎂薄膜存在著氟空位，氟鎂比失配，并且存在著很強(qiáng)的光學(xué)吸收。后經(jīng)過研究人員的試驗(yàn)，脈沖激光淀積薄膜制備技術(shù)出現(xiàn)在人們眼前，它可以很好地保持體材料中F/Mg的化學(xué)配比，并且具有透過率高、折射率低的特點(diǎn)。
雖然氟化鎂薄膜制備過程比較繁瑣，但因其具有折射率低、透明波段寬、能隙寬、熱穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度大和激光損傷閾值高等優(yōu)異性能，所以它成為了制備增透膜、高反膜和高損傷閾值膜的重要材料。一起來了解一下，氟化鎂薄膜在各種光學(xué)膜層制備中的應(yīng)用吧。
1.用作鏡頭材料
在玻璃基體上鍍制薄膜，以增加光的透過率的實(shí)際應(yīng)用中，就單層增透膜而言，最常使用的就是氟化鎂，因?yàn)樗粌H有合適的折射率，接近于單層膜的理論值，而且它質(zhì)地堅(jiān)硬，穩(wěn)定性好。因此，它除了起增透的作用外，還是一層保護(hù)膜，可以增加某些玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性。
2.制作Cu-MgF2納米金屬陶瓷薄膜
研究人員通過真空蒸發(fā)技術(shù)制備出Cu-MgF2納米金屬陶瓷薄膜。微結(jié)構(gòu)分析表明該薄膜由fcc-Cu晶粒均勻分布于主要呈非晶態(tài)的MgF2陶瓷基體中構(gòu)成的，其平均粒度約為14～16nm。
3.制作AlxGa1-xAs/GaAs太陽電池MgF2/ZnS雙層減反射膜
減反射膜的基本原理是利用光波在減反射膜上下表面反射所產(chǎn)生的光程差，使得兩束反射光干涉相消，從而減弱反射，增加透射。在太陽電池材料和入射光譜確定的情況下，減反射的效果決定于減反射膜的折射率及厚度。
MgF2與ZnS具有較為恰當(dāng)?shù)恼凵渎剩休^寬的透明范圍，是較常用的減反射材料組合。研究人員利用兩者特點(diǎn)，經(jīng)過試驗(yàn)得出：Al0.8Ga0.2As/GaAs太陽電池表面蒸鍍MgF2/ZnS雙層減反射膜可明顯減少太陽光的反射，增加光吸收，提高太陽電池短路電流和轉(zhuǎn)換效率。
4.制作MgF2-TiO2混合漸變折射率薄膜
由研究人員利用混合介質(zhì)理論模型和TFCalc膜系設(shè)計(jì)軟件，通過雙源共蒸工藝制備了MgF2-TiO2混合漸變折射率薄膜。結(jié)果發(fā)現(xiàn)這種薄膜在400至800nm波段的平均反射率僅為5.56%，減反特性優(yōu)于分層介質(zhì)減反膜，適合于全天候的服役環(huán)境。
相信隨著科技的發(fā)展，氟化鎂薄膜將憑借其優(yōu)異特性在更多領(lǐng)域發(fā)揮作用。
