怎么样选择光电薄膜材料
金属薄膜的现状及前景
随着工业的发展，金属薄膜已经广泛应用于社会生产生活中，如：糖果包装、药品胶囊包装、佛像贴金、以及宫殿装饰等等。在光学薄膜领域，金属薄膜材料以其高反、截止带宽、中性好、偏振效应好等特点被应用于高反射膜、分光片、滤光片的制备。比如：常选用消光系数/折射率值较大的铝(Al)、铬(Cr)做金属分光镜、选用反射率较高的铝(Al)、银(Ag)、金(Au)等作为高反射膜。不可避免的，金属薄膜也有因其自身特性所决定吸收稍大、机械强度较低的缺陷，极大的限制了其的应用范围。
金属薄膜的光学特性及应用
金属薄膜与普通介质薄膜不同，金属薄膜为复折射率N=n-ik，其常存在吸收。n和k分别称为折射率和消光系数，金属膜的复折射率N取决于取决于它的电子结构，当电子吸收光子能量之后，便产生带外跃迁以及带内跃迁。因此，薄膜的反射率与吸收率在不同的波段上表现出不同的性质。
几种常见金属的反射率与吸收率随波长的变化
金属条件的制备条件如何?
由于不同金属的金属薄膜的附着力、机械强度、熔点等物理性质，以及氧化性、稳定性等化学性质不同，不同的金属薄膜在制备条件及方法也不同。金属膜的制备主要是真空淀积技术、溅射、RF离子镀等。真空淀积技术主要包括物**相淀积(PVD)与化学气相淀积(CVD)等。目前在金属薄膜的制备过程中用到的物**相淀积技术主要有电阻热蒸发法、电子束加热蒸发法、离子辅助淀积。溅射方法主要有阴极溅射、三级溅射、高频溅射、磁控溅射、离子束溅射、反映溅射等等。下来就几种常用的金属薄膜制备条件做一介绍：
1) 铝(AL)
铝膜对基板的附着能力强，机械强度和化学稳定性都比较好，广泛用作反射膜。
制备条件：常采用热蒸发淀积技术，高纯铝(99%)在高真空中快速蒸发，基板温度小于50℃。
2) 银(Ag)
适用于可见光区和红外波段，具有很高的反射率;R=99%(红外)，R=95%(可见)，红外光区反射率很低。
制备条件：高真空，快蒸发，低的基板温度。Ag膜与基板的附着力较差，需要有保护膜，通常Ag和Al2O3具有很强的附着力，需要在基板与Ag膜间镀一层Al2O3膜。
3)金(Au)
在红外波段有和Ag膜差不多的折射率，用作红外反射镜，新镀的Au膜，质软，大约一周以后金属牢固度趋于稳定，膜层牢固度也趋于稳定;
制备条件：高真空，蒸发速率为30—50 A/s,基板温度为100—150℃，需要在基板先打底，以Al2O3,Gr或Ti膜作为底层，通常用Bi2O3或ThF4等作为保护膜，以提高强度;
4)铬(Cr)
Cr膜在可见光区都有良好的中性，膜能非常牢固，常用作中性衰减膜;
制备条件：真空度为1*10^-2~2*10^-4Pa,淀积速率95—300 A/s,基板温度生高，反射率增大，淀积在基板上的Cr膜，其反射率比室温淀积的高20%。
版权归原作者所有，作者：光学薄膜前沿平台 金属薄膜部 笑天，毕业于吉林大学光学系
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