خاصیت نوری لایه نازک رسوب داده شده توسط تارگت اسپاتر چیست؟

ویژگی نوری فیلم رسوب‌شده توسط یک هدف پراکنده چیست؟

مقدمه

در زمینه رسوب لایه نازک، اهداف کندوپاش نقش مهمی ایفا می کنند. ما به عنوان یک تامین کننده معتبر هدف کندوپاش، در علم پشت کندوپاش و خواص لایه نازک حاصل از آن به خوبی آشنا هستیم. یکی از مهم ترین ویژگی های این لایه های نازک، خاصیت نوری آنهاست که کاربردهای گسترده ای در صنایع مختلف مانند اپتیک، الکترونیک و فتوولتائیک دارد.

مبانی کندوپاش و رسوب فیلم

کندوپاش یک فرآیند رسوب فیزیکی بخار (PVD) است. در این فرآیند، یون‌های پلاسما (معمولاً یون‌های آرگون) به سمت هدف پراکنده شتاب می‌گیرند. هنگامی که این یون ها به سطح هدف برخورد می کنند، اتم ها یا مولکول ها از ماده هدف خارج می شوند. سپس این ذرات خارج شده از داخل محفظه خلاء عبور می کنند و روی یک بستر رسوب می کنند و یک لایه نازک را تشکیل می دهند.

نوع هدف کندوپاش استفاده شده می تواند به طور قابل توجهی بر خواص فیلم رسوب شده تأثیر بگذارد. به عنوان مثال، مواد هدف مختلف باعث ایجاد فیلم هایی با ترکیبات شیمیایی متفاوت می شوند که به نوبه خود بر خواص نوری فیلم تأثیر می گذارد. مواد متداول برای اهداف پراکنده شامل فلزات (مانند آلومینیوم، مس و تیتانیوم)، نیمه هادی ها (مانند سیلیکون) و اکسیدها (مانند اکسید قلع ایندیم، ITO) هستند.

عوامل موثر بر خواص نوری فیلم های ته نشین شده

1. ترکیب مواد

خواص نوری یک لایه نازک به شدت به ترکیب شیمیایی آن بستگی دارد. به عنوان مثال، فیلم های فلزی به طور کلی بسیار بازتابنده هستند. فیلم های آلومینیومی با استفاده از رسوب گذاریهدف کندوپاش مسطح با خلوص بالا، به دلیل بازتاب بالای خود در مناطق طیفی مرئی و مادون قرمز شناخته شده اند. این باعث می شود آنها برای کاربردهایی مانند آینه و بازتابنده حرارت مناسب باشند.

در مقابل، فیلم های نیمه هادی مانند سیلیکون بسته به ساختار نوار انرژی خود می توانند نور را جذب و منتشر کنند. طیف جذب و انتشار فیلم های سیلیکونی در سلول های فتوولتائیک برای تبدیل نور به الکتریسیته استفاده می شود. فیلم های اکسیدی مانند ITO در ناحیه مرئی شفاف هستند و رسانایی الکتریکی خوبی دارند. این امر باعث می‌شود فیلم‌های ITO برای کاربردهای صفحه نمایش لمسی و سلول‌های خورشیدی ضروری باشند.

2. ضخامت فیلم

ضخامت فیلم رسوب‌شده نیز تأثیر قابل‌توجهی بر خواص نوری آن دارد. همانطور که ضخامت لایه تغییر می کند، تداخل امواج نور در داخل فیلم می تواند باعث تغییر در بازتاب، عبور و جذب و جذب شود. برای لایه های نازک، تداخل نوری می تواند منجر به الگوهای رنگارنگ شود که به عنوان تداخل لایه نازک شناخته می شوند. این پدیده اغلب در لکه های نفتی روی آب مشاهده می شود که اساساً لایه های نازکی هستند.

در مورد پوشش های ضد بازتاب، ضخامت فیلم به دقت کنترل می شود تا بازتاب به حداقل برسد. با رسوب گذاری یک فیلم با ضخامت و ضریب شکست خاص می توان به تداخل مخرب امواج نوری دست یافت که باعث کاهش نور منعکس شده و افزایش نور عبوری می شود.

3. ریزساختار

ریزساختار فیلم، مانند اندازه دانه و جهت، می تواند بر خواص نوری آن تأثیر بگذارد. برای فیلم‌های پلی کریستالی، اندازه دانه‌های کوچک‌تر می‌تواند منجر به صاف‌تر شدن سطوح شود که به نوبه خود پراکندگی نور را کاهش می‌دهد. این منجر به انتقال یا بازتاب بالاتر، بسته به کاربرد می شود.

به عنوان مثال، در برخی از پوشش های نوری، یک ریزساختار دانه ریز برای دستیابی به عملکرد نوری با کیفیت بالا مورد نظر است. از سوی دیگر، در برخی موارد، جهت گیری دانه خاصی را می توان برای کنترل قطبش نور عبوری از فیلم مهندسی کرد.

ویژگی‌های نوری رایج فیلم‌های رسوب‌شده توسط Sputter Targets

1. انعکاس

انعکاس نسبت شدت نور منعکس شده به شدت نور فرودی است. همانطور که قبلا ذکر شد، فیلم های فلزی معمولاً بازتاب بالایی دارند. برای مثال، لایه‌های نقره‌ای که توسط کندوپاش رسوب می‌شوند، می‌توانند مقادیر بازتابی بیش از 95 درصد در ناحیه مرئی داشته باشند. این بازتاب بالا باعث می‌شود فیلم‌های نقره برای کاربرد در آینه‌های نوری و پوشش‌های بازتابنده ایده‌آل شوند.

بازتاب یک فیلم را می توان با استفاده از یک اسپکتروفتومتر اندازه گیری کرد که شدت نور را در طول موج های مختلف اندازه گیری می کند. با تجزیه و تحلیل طیف بازتاب، می‌توانیم رفتار نوری فیلم را درک کنیم و فرآیند کندوپاش را برای دستیابی به خواص بازتابی مطلوب بهینه کنیم.

2. انتقال

گذرا، نسبت شدت نور عبوری به شدت نور فرودی است. فیلم‌های شفاف، مانند فیلم‌های ITO و دی‌اکسید سیلیکون، به‌طور گسترده در کاربردهایی استفاده می‌شوند که در آنها ضریب عبور بالا مورد نیاز است. به عنوان مثال، در فناوری‌های نمایشگر، لایه جلویی باید دارای قابلیت انتقال بالا باشد تا از دید واضح محتوای نمایش اطمینان حاصل شود.

میزان عبور یک فیلم می تواند تحت تأثیر عواملی مانند ضخامت فیلم، ترکیب مواد و زبری سطح قرار گیرد. با کنترل دقیق این عوامل در طول فرآیند کندوپاش، می‌توان فیلم‌هایی با قابلیت عبور بالا و ثابت تولید کرد.

3. جذب

جذب به مقدار نوری که توسط فیلم جذب می شود مربوط می شود. در برخی از کاربردها، مانند آشکارسازهای نوری و سلول های خورشیدی، جذب یک ویژگی حیاتی است. فیلم های نیمه هادی اغلب برای جذب نور و تولید جفت الکترون - حفره استفاده می شوند که سپس می توان از آنها برای تولید جریان الکتریکی استفاده کرد.

طیف جذب یک فیلم می تواند اطلاعاتی در مورد سطوح انرژی و انتقال درون ماده ارائه دهد. با انتخاب مواد هدف کندوپاش مناسب و کنترل شرایط رسوب فیلم، می توانیم طیف جذب فیلم را برای کاربردهای خاص بهینه کنیم.

کاربردهای فیلم‌هایی با ویژگی‌های نوری خاص

1. اپتیک و فوتونیک

در صنعت اپتیک و فوتونیک، پوشش های لایه نازک با خواص نوری خاص به طور گسترده ای استفاده می شود. پوشش های ضد انعکاس روی لنزها باعث کاهش تابش خیره کننده و بهبود انتقال نور می شود و عملکرد ابزارهای نوری مانند دوربین ها و تلسکوپ ها را بهبود می بخشد. آینه های با بازتاب بالا ساخته شده توسط فلزات پراکنده در سیستم های لیزری و تشدید کننده های نوری استفاده می شود.

هدف چند قوسمی توان از آن برای رسوب فیلم برای این کاربردهای نوری استفاده کرد و پوشش هایی با کیفیت بالا و قابل تکرار ارائه کرد.

2. الکترونیک

در صنعت الکترونیک، فیلم‌هایی با ویژگی‌های نوری خاص در فناوری‌های نمایشگر استفاده می‌شوند. همانطور که قبلا ذکر شد، فیلم های ITO به عنوان الکترودهای رسانای شفاف در نمایشگرهای صفحه لمسی استفاده می شوند. ترکیبی از انتقال بالا و هدایت الکتریکی خوب فیلم های ITO آنها را به انتخابی ایده آل برای این کاربرد تبدیل می کند.

هدف کندوپاش قابل چرخشمی توان از آن برای ذخیره فیلم های ITO با مساحت بزرگ و یکنواخت استفاده کرد که برای تولید انبوه دستگاه های نمایشگر ضروری است.

3. فتوولتائیک

در صنعت فتوولتائیک، خواص نوری لایه‌های نازک برای کارایی سلول‌های خورشیدی بسیار مهم است. فیلم هایی با جذب بالا در طیف خورشیدی برای جذب نور خورشید و تبدیل آن به الکتریسیته استفاده می شود. علاوه بر این، پوشش‌های ضد انعکاس روی سطح سلول‌های خورشیدی اعمال می‌شود تا میزان نوری را که وارد سلول می‌شود و به انرژی تبدیل می‌شود، افزایش دهد.

نقش ما به عنوان تامین کننده هدف Sputter

ما به‌عنوان یک تامین‌کننده حرفه‌ای هدف اسپتر، اهمیت ارائه اهداف پراکنده با کیفیت بالا را برای رفع نیازهای متنوع مشتریان خود درک می‌کنیم. ما طیف گسترده ای از اهداف پراکنده را ارائه می دهیم، از جملههدف چند قوس،هدف کندوپاش مسطح با خلوص بالا، وهدف کندوپاش قابل چرخش.

اهداف کندوپاش ما از مواد با خلوص بالا ساخته شده اند که کیفیت و قوام فیلم های رسوب شده را تضمین می کند. ما همچنین پشتیبانی فنی را به مشتریان خود ارائه می کنیم و به آنها کمک می کنیم تا مناسب ترین هدف کندوپاش را برای کاربردهای خاص خود انتخاب کنند و فرآیند کندوپاش را برای دستیابی به خواص نوری مورد نظر بهینه کنند.

اگر به دنبال اهداف کندوپاش با کیفیت بالا برای برنامه های رسوب لایه نازک خود هستید، از شما دعوت می کنیم برای تهیه و بحث های بیشتر با ما تماس بگیرید. تیم کارشناسان ما آماده کمک به شما در یافتن بهترین راه حل برای نیازهای شما هستند.

مراجع

1. ویندیشمن، اچ (1991). فیزیک کندوپاش واکنشی. فناوری سطح و پوشش‌ها، 50 (1 - 3)، 133 - 151.
2. Bunshah, RF (ویرایش). (1982). فناوری های رسوب گذاری برای فیلم ها و پوشش ها: پیشرفت ها و کاربردها انتشارات نویس.
3. پاپادیمیتراکوپولوس، اف.، و گوردون، آر جی (1995). دیدگاه های جدید در رسوب بخار شیمیایی بررسی سالانه علوم مواد، 25 (1)، 389 - 430.