физика/оптика

Скубо В.В., Федин И.В., студенты кафедры ФЭ

Научный руководитель: Чистоедова И.А., к.т.н., доцент

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, Россия

ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОСВЕТЛЯЮЩИХ ПОКРЫТИЙ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО АНОДИРОВАНИЯ

Одной из основных проблем оптических приборов, является высокое отражение света. Данная проблема имеет несколько способов решения, одним из которых является использование просветляющих покрытий. Существует множество способов получения тонких просветляющих плёнок, одним из которых является электролитическое анодирование. Процесс образования покрытий таким способом заключается в химическом взаимодействии поверхности металла на подложке с водными растворами электролитов [1].

В данной статье представлены исследования оптических характеристик плёнки Ta₂O₅ на подложке из стекла и напыленного тантала на подложку из стекла[1].

Анодирование тантала проводилось в электролите, содержащем раствор лимонной кислоты в воде при постоянном токе 10 мА и при изменении напряжения от 70 В до 140 В, время анодирования составило 4 минуты [2].

Для исследования спектральных характеристик на отражение в качестве экспериментальных образцов были выбраны подложка из стекла с напыленным танталом и подложка из стекла с плёнкой Ta₂O₅.

С помощью эллипсометра были сняты зависимости показателя преломления от длины волны для Та с небольшим количеством окиси (рис.1) и для Та_xО_y (рис.2) на стекле.

Рисунок 1. График зависимости показателя преломления Та от длины волны

Из рис.1 видно, что на длине волны 632 нм показатель преломления Та (с небольшим количеством окиси) составил 2,25.

Рисунок 2. График зависимости показателя преломления Та_xО_y от длины волны

Из рис.2 видно, что на длине волны 632 нм показатель преломления Та_xО_y равен 5,75.

Так как квадрат показателя преломления равен диэлектрической проницаемости, а диэлектрическая проницаемость Ta₂O₅ равна 25, следовательно, полученная окисная плёнка тантала является близкой к плёнки Ta₂O_5.

С помощью электронного микроскопа был снят микрорентгеноспектральный анализ, благодаря которому была получена информация о химическом составе образца в произвольно выбранном участке микроскопических размеров (рис. 4).

Рисунок 4. Микрорентгеноспектральный анализ: а - Та₂О₅ на стекле;

б – чистый Та на стекле

Также с помощью эллипсометра были сняты зависимости коэффициента отражения от длины волны для Та с небольшим содержанием окиси на подложке из стекла (рис.5).

Рисунок 5. Зависимость коэффициента отражения от длины волны

Из рис. 5 видно, что на длине волны 632 нм коэффициент отражения на стекле составил 71%.

На рис. 6 представлена зависимость коэффициента отражения от длины волны для Та₂О₅ на подложке из стекла.

Рисунок 6. Зависимость коэффициента отражения от длины волны

На рис. 6 заметно, что на длине волны 632 нм коэффициент отражения Та₂О₅ на стекле составил 33%.

Таким образом, можно сделать вывод, что методом электролитического анодирования возможно получать просветляющие покрытия Та₂О₅, коэффициент отражения которого составил 33% на длине волны 632 нм. Что говорит о перспективности использования данного метода для получения просветляющих покрытий на основе Та₂О₅.

Литература:

1. Батенков В. А. Электрохимия полупроводников. Учеб.пособие. Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2002.-162 с.

2. Киреев В.А. Краткий курс физической химии, М., 1970.-615 с.