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氟化鎂薄膜的神奇用處及制作方法簡(jiǎn)單介紹
來源：本站 發(fā)布時(shí)間：2021-12-30 15:37:53
氟化鎂晶系具有良好的光學(xué)、力學(xué)和化學(xué)性質(zhì)，是一種非常重要的光功能晶體材料，用途十分廣泛，在制備氟化鎂薄膜時(shí)也經(jīng)常使用。
高通量氟化鎂薄膜的制備方法有許多種，如：真空蒸發(fā)、等離子輔助沉積、濺射法等。工業(yè)界使用濺射法*多，因?yàn)樗茉谳^低的基片溫度下實(shí)現(xiàn)氣相生長(zhǎng)，并能獲得大面積薄膜。但濺射方法也有其缺點(diǎn)：在純Ar氣氛下制備的氟化鎂薄膜中，氟鎂比不匹配，且存在較強(qiáng)的光吸收。經(jīng)研究者們的實(shí)驗(yàn)，脈沖激光沉積膜的制備方法已經(jīng)出現(xiàn)在人們面前，它能夠很好地保持體材中F/Mg的化學(xué)配比，且具有較高的透射率和較低的折射率。
盡管氟化鎂薄膜的制備工藝較為繁瑣，但由于其折射率低、透明波段寬、能隙寬、熱穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度高、激光損傷閾值高等優(yōu)良性能，成為制備增透膜、高反膜和高損傷閾值膜的重要材料。共同來了解一下，氟化鎂薄膜在各種制備光學(xué)膜上的應(yīng)用吧。
1.用作透鏡材料。
為了提高其透光率，在玻璃基體上鍍膜，以提高其透光率的實(shí)際應(yīng)用中，單層增透膜中使用*多的是氟化鎂，因?yàn)樗粌H具有適當(dāng)?shù)恼凵渎?，接近于單層膜的理論值，而且其質(zhì)地堅(jiān)硬，穩(wěn)定性好。所以，它除起增透作用外，還能起到一層保護(hù)膜，能提高某些玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性。
2.制備Cu-MgF2納米陶瓷膜。
研究者利用真空蒸發(fā)的方法制備了Cu-MgF2納米金屬陶瓷膜。微觀結(jié)構(gòu)分析表明，在MgF2陶瓷基體中，膜顆粒均勻分布在fcc-Cu晶粒中，其平均粒度在14~16nm左右。
3.制作AlxGa1-xAs/GaAs太陽電池MgF2/ZnS雙層減反射膜。
其基本原理是利用光波在上下表面減反射膜上、下表面上反射而產(chǎn)生的光程差，使兩束反射光干涉相消解，從而削弱反射，增加透射。當(dāng)太陽能電池材料和入射光譜確定時(shí)，減反射效應(yīng)取決于減反射膜的折射率和厚度。
MgF2折射率相對(duì)于ZnS有更好的折射率和更寬的透光范圍，是較常用的減光材料組合。利用這兩種特性，研究者通過實(shí)驗(yàn)得出：Al0.8Ga0.2As/GaAs太陽電池對(duì)MgF2/ZnS的雙層減反射膜，能顯著減少陽光反射，增加光吸收，提高太陽電池短路電流和轉(zhuǎn)換效率。
4.制備MgF2-TiO2混合漸變折射率薄膜。
運(yùn)用混合介質(zhì)理論模型和TFCalc膜系設(shè)計(jì)軟件，采用雙源共蒸法，制備了MgF2-TiO2混合漸變折射率薄膜。實(shí)驗(yàn)表明，該薄膜在400~800nm波段反射率僅為5.56%，其衰減特性優(yōu)于層狀介質(zhì)的減反膜，適合于全天候工作環(huán)境。