تصنيع الأفلام اللون رقيقة جداً مع الغاية استيعاب وسائل الإعلام استخدام الترسيب زاوية مائلة
Summary
نحن نقدم طريقة مفصلة لاختلاق الأفلام اللون رقيقة جداً مع خصائص محسنة للطلاء الضوئية. تسمح تقنية ترسب زاوية مائلة باستخدام مبخر شعاع إلكترون ألواح ألوان محسنة والنقاء. أفلام ملفقة من شركة جنرال الكتريك والاتحاد الأفريقي على ركائز Si حللت بقياسات الانعكاس وتحويل معلومات اللون.
Abstract
هياكل فائقة رقيقة وقد درست على نطاق واسع لاستخدامها كطلاء بصري، ولكن ما زالت هناك تحديات الأداء وتلفيق. نحن نقدم طريقة متقدمة لاختلاق الأفلام اللون رقيقة جداً مع خصائص محسنة. العملية المقترحة تتناول عدة قضايا التصنيع، بما في ذلك تجهيز مساحة كبيرة. على وجه التحديد، يصف البروتوكول عملية لاختلاق الأفلام اللون رقيقة جداً استخدام مبخر شعاع إلكترون زاوية مائلة ترسيب الجرمانيوم (Ge) والذهب (الاتحاد الأفريقي) على ركائز السيليكون (Si). مسامية الأفلام التي تنتجها ترسب زاوية مائلة الحث على تغييرات اللون في الفيلم رقيقة جداً. درجة تغير اللون يعتمد على عوامل مثل سمك الترسبات زاوية والفيلم. اختلقت عينات الأفلام اللون رقيقة جداً وأظهرت ألواح ألوان محسنة ونقاء اللون. وباﻹضافة إلى ذلك، تحويلها إلى قيم وني الانعكاس قياس العينات ملفقة وتحليلها من حيث اللون. فيلم رقيقة جداً اختﻻق الأسلوب المتوقع لاستخدامها لمختلف التطبيقات فائقة رقيقة مثل أقطاب لون مرنة، وخلايا شمسية رقيقة، والمرشحات الضوئية. أيضا، عملية وضع هنا لتحليل لون العينات ملفقة مفيد على نطاق واسع لدراسة مختلف اللون البنى.
Introduction
بشكل عام، أداء غشاء رقيق الطلاء الضوئية يستند إلى نوع التدخل البصرية التي تنتجها، مثل انعكاس عالية أو انتقال. في عازلة رقيقة-الأفلام، يمكن الحصول على التداخل الضوئي بمجرد استيفاء الشروط مثل سمك ربع الموجه (λ/4n). وقد استخدمت منذ فترة طويلة مبادئ التدخل في مختلف التطبيقات البصرية مثل التداخل فابري-بيرو والموزعة براج عاكسات1،2. وفي السنوات الأخيرة، درس رقيقة هياكل باستخدام مواد ماصة جداً مثل الفلزات وأشباه الموصلات وقد تم على نطاق واسع3،4،،من56. يمكن الحصول على التدخل بصرية قوية بغشاء رقيق طلاء مادة ماصة أشباه الموصلات في فيلم معدنية، والتي تنتج تغيرات المرحلة غير تافهة في الأمواج المنعكسة. يسمح هذا النوع من هيكل الطلاء رقيقة جداً وأرق كثيرا من عازل غشاء رقيق الطلاء.
في الآونة الأخيرة، قمنا بدراسة سبل تحسين ألواح الألوان ونقاء اللون من أفلام رقيقة جداً ماصة مسامية7باستخدام. عن طريق التحكم المسامية للفيلم المودعة، يمكن الانكسار الفعلي المتوسط غشاء رقيق تغير8. يسمح هذا التغيير في الانكسار فعالة الخصائص الضوئية تحسينها. استناداً إلى هذا الغرض، قمنا بتصميم الأفلام اللون رقيقة جداً مع سمك مختلفة ومساميه بالعمليات الحسابية باستخدام موجه إلى جانب صرامة التحليل (ركوا)9. لدينا تصميم يعرض الألوان مع سمك الفيلم مختلفة في كل المسامية7.
استخدمنا أسلوب بسيط، ترسب زاوية مائلة، لمراقبة التسلل الطلاء غشاء رقيق جداً ماصة. تقنية ترسب زاوية مائلة يجمع أساسا نظام ترسيب نموذجية، كمبخر شعاع الإلكترون أو المبخر الحراري، مع الركازة إمالة10. زاوية مائلة للتمويه الحادث يقوم التظليل الذري، التي تنتج المناطق أن تدفق بخار لا يمكن الوصول مباشرة إلى11. تقنية ترسب زاوية مائلة وقد استخدمت على نطاق واسع في طلاء غشاء رقيق مختلف التطبيقات12،،من1314.
في هذا العمل، نحن بالتفصيل العمليات لاختلاق الأفلام اللون رقيقة جداً بترسب المائلة باستخدام مبخر شعاع إلكترون. أيضا، يتم عرض طرق إضافية لتجهيز منطقة كبيرة بشكل منفصل. بالإضافة إلى خطوات عملية، يتم شرح بعض الملاحظات التي ينبغي أن تؤخذ في الاعتبار أثناء عملية التصنيع بالتفصيل.
نحن أيضا باستعراض عمليات قياس الانعكاس عينات ملفقة وتحويلها إلى معلومات اللون للتحليل، حيث أن أعربوا في إحداثيات الألوان CIE و قيم RGB15. وعلاوة على ذلك، تناقش بعض القضايا للنظر في عملية تصنيع الأفلام اللون رقيقة جداً.
Protocol
Representative Results
Discussion
في الطلاء رقيقة التقليدية لتلوين3،4،،من56، يمكن التحكم اللون بتغيير مواد مختلفة وضبط السمك. ويقتصر اختيار المواد مع الانكسار مختلفة لضبط الألوان المختلفة. لتخفيف هذا القيد، يمكننا استغلال ترسب زاوية مائلة إلى طلاء لون …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
كان يؤيد هذا البحث بدون طيار المركبات الأساسية تكنولوجيا البحوث المتقدمة وبرنامج التنمية من خلال دون طيار مركبة متقدمة البحوث مركز (أوفارك) الممولة من وزارة العلوم وتكنولوجيا المعلومات والاتصالات وتخطيط المستقبل، (جمهورية كوريا 2016M1B3A1A01937575)
Materials
| KVE-2004L | Korea Vacuum Tech. Ltd. | E-beam evaporator system | |
| Cary 500 | Varian, USA | UV-Vis-NIR spectrophotometer | |
| T1-H-10 | Elma | Ultrasonic bath | |
| HSD150-03P | Misung Scientific Co., Ltd | Hot plate | |
| Isopropyl Alcohol (IPA) | OCI Company Ltd. | Isopropyl Alcohol (IPA) | |
| Buffered Oxide Etch 6:1 | Avantor | Buffered Oxide Etch 6:1 | |
| Acetone | OCI Company Ltd. | Acetone | |
| 4inch Silicon Wafer | Hi-Solar Co., Ltd. | 4inch Silicon Wafer (P-100, 1-20 ohm.cm, Single side polished, Thickness: 440±20μm) | |
| 2inch Silicon Wafer | Hi-Solar Co., Ltd. | 2inch Silicon Wafer (P-100, 1-20 ohm.cm, Single side polished, Thickness: 440±20μm) |
References
- Macleod, H. A. Thin-film optical filters. Institute of Physics Publishing. 3, (2001).
- Baumeister, P. W. . Optical Coating Technology. , (2004).
- Kats, M. A., Blanchard, R., Genevet, P., Capasso, F. Nanometre optical coatings based on strong interference effects in highly absorbing media. Nat. Mater. 12, 20-24 (2013).
- Kats, M. A., et al. Ultra-thin perfect absorber employing a tunable phase change material. Appl. Phys. Lett. 101 (22), 221101 (2012).
- Lee, K. T., Seo, S., Lee, J. Y., Guo, L. J. Strong resonance effect in a lossy medium-based Optical Cavity for angle robust spectrum filters. Adv. Mater. 26 (36), 6324-6328 (2014).
- Song, H., et al. Nanocavity enhancement for ultra-thin film optical absorber. Adv. Mater. 26 (17), 2737-2743 (2014).
- Yoo, Y. J., Lim, J. H., Lee, G. J., Jang, K. I., Song, Y. M. Ultra-thin films with highly absorbent porous media fine-tunable for coloration and enhanced color purity. Nanoscale. 9 (9), 2986-2991 (2017).
- Garahan, A., Pilon, L., Yin, J., Saxena, I. Effective optical properties of absorbing nanoporous and nanocomposite thin films. J. Appl. Phys. 101 (1), 014320 (2007).
- Moharam, M. G. Coupled-wave analysis of two-dimensional dielectric gratings. Proc. SPIE. 883, 8-11 (1988).
- Robbie, K., Sit, J. C., Brett, M. J. Advanced techniques for glancing angle deposition. J. Vac. Sci. Technol. B. 16 (3), 1115-1122 (1998).
- Hawkeye, M. M., Brett, M. J. Glancing angle deposition: Fabrication, properties, and applications of micro- and nanostructured thin films. J. Vac. Sci. Technol. A. 25 (5), 1317-1335 (2007).
- Jang, S. J., Song, Y. M., Yu, J. S., Yeo, C. I., Lee, Y. T. Antireflective properties of porous Si nanocolumnar structures with graded refractive index layers. Opt. Lett. 36 (2), 253-255 (2011).
- Jang, S. J., Song, Y. M., Yeo, C. I., Park, C. Y., Lee, Y. T. Highly tolerant a-Si distributed Bragg reflector fabricated by oblique angle deposition. Opt. Mater. Exp. 1 (3), 451-457 (2011).
- Harris, K. D., Popta, A. C. V., Sit, J. C., Broer, D. J., Brett, M. J. A Birefringent and Transparent Electrical Conductor. Adv. Funct. Mater. 18 (15), 2147-2153 (2008).
- Fairman, H. S., Brill, M. H., Hemmendinger, H. How the CIE 1931 color-matching functions were derived from Wright-Guild data. Color Research & Application. 22 (1), 11-23 (1997).
- Oliver, J. B., et al. Electron-beam–deposited distributed polarization rotator for high-power laser applications. Opt. Exp. 22 (20), 23883-23896 (2014).
