热处理对双离子束溅射SiO2薄膜力学及热力学特性的影响(英文)

作者：冷健; 季一勤; 刘华松; 庄克文; 刘丹丹

来源：红外与激光工程, 2018, 47(06): 196-201.

• 双离子束溅射
• SiO2薄膜
• 退火
• 力学及热力学特性

光学薄膜的力学及热力学特性决定了光学系统性能的优劣。采用双离子束溅射的方法在硅<110>和肖特石英Q1基底上制备了SiO2薄膜,并对制备的膜层进行退火处理。系统研究了热处理前后SiO2薄膜的力学及热力学特性。研究结果表明,750℃退火条件下SiO2薄膜的弹性模量(Er)增加到72 GPa,膜层硬度增加到10 GPa。镀完后未经退火处理的SiO2薄膜表现为压应力,但是应力值在退火温度达到450℃以上时急剧降低,说明热处理有助于改善SiO2薄膜内应力。经退火处理的SiO2薄膜泊松比(vf)为0.18左右。退火前后SiO2薄膜的杨氏模量(Ef)都要比石英块体材料大,并且750℃退火膜层杨氏模量增加了50 GPa以上。550℃退火的SiO2薄膜热膨胀系数(αf)从6.78×10-7℃-1降到最小值5.22×10-7℃-1。

• 单位
  天津津航技术物理研究所