一种降低二氧化钛薄膜应力的方法.pdf

本发明涉及一种降低二氧化钛薄膜应力的方法，具体地说，本发明涉及一种降低电子束加热蒸发制备的二氧化钛薄膜应力的方法，属于光学薄膜技术领域。二氧化钛是重要的光学薄膜材料，通常电子束蒸发制备的二氧化钛薄膜具有很大的应力，薄膜应力的存在不仅会导致薄膜破裂、脱落，而且应力还会作用于基体，使基体发生畸变，应力产生的形变会使光谱发生漂移，降低薄膜的光学性能和力学性能。本发明在电子束加热蒸发制备二氧化钛薄膜沉积完成后，在真空度条件下充入氧气，采用一定能量的离子束轰击二氧化钛薄膜表面，改善了二氧化钛薄膜结构，提高了二氧化钛薄膜的堆积密度，降低了二氧化钛薄膜的应力，从而增强了二氧化钛薄膜的力学性能和环境稳定性。

1.  一种降低二氧化钛薄膜应力的方法，其特征在于，制备方法包括如下步骤：
步骤一、当二氧化钛薄膜沉积完成后，在真空度优于8.0×10^-3Pa时，充入纯度为99.99％的工作气体氧气，气体流量为20sccm；
步骤二、在真空度优于2.0×10^-2Pa时，启动全自动离子束辅助光学薄膜镀膜设备的宽束冷阴极离子源，用能量为80eV～130eV低能离子束轰击步骤一中完成沉积的二氧化钛薄膜，轰击时间5Min～15Min；
步骤三、离子束轰击二氧化钛薄膜完成后，让基底自然冷却至室温，得到降低了应力的二氧化钛薄膜。

2.  根据权利要求1所述的一种降低二氧化钛薄膜应力的方法，其特征在于：所述二氧化钛薄膜为电子束加热蒸发沉积得到的二氧化钛薄膜。

一种降低二氧化钛薄膜应力的方法
技术领域
本发明涉及一种降低二氧化钛薄膜应力的方法，具体地说，本发明涉及一种降低电子束蒸发制备的二氧化钛薄膜应力的方法，属于光学薄膜技术领域。
背景技术
二氧化钛是重要的光学薄膜材料，通常电子束蒸发制备的二氧化钛薄膜具有很大的应力，薄膜应力的存在不仅会导致薄膜破裂、脱落，而且应力还会作用于基体，使基体发生畸变，应力产生的形变会使光谱发生漂移，降低薄膜的光学性能和力学性能。
随着光学薄膜技术的发展，光学薄膜在航天航空、医药卫生、冶金、地质等领域得到了广泛的应用。但由于电子束蒸发制备的二氧化钛薄膜具有很大的应力因而影响了它的使用，因此采取措施降低二氧化钛薄膜的应力就显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的是为了解决电子束蒸发制备的二氧化钛薄膜具有很大的应力的问题，提出了一种降低二氧化钛薄膜应力的方法。
本发明的目的是通过下述技术方案实现：
本发明的一种降低二氧化钛薄膜应力的方法具体实现步骤如下：
步骤一、当二氧化钛薄膜沉积完成后，在真空度优于8.0×10^-3Pa时，充入纯度为99.99％的工作气体氧气，气体流量为20sccm；
步骤二、在真空度优于2.0×10^-2Pa时，启动全自动离子束辅助光学薄膜镀膜设备的宽束冷阴极离子源，用能量为80eV～130eV低能离子束轰击步骤一中完成沉积的二氧化钛薄膜，轰击时间5Min～15Min；
步骤三、离子束轰击二氧化钛薄膜完成后，让基底自然冷却至室温，得到降低了应力的二氧化钛薄膜。
有益效果：
(1)本发明易于实现，在二氧化钛薄膜沉积完成后，用低能离子束轰击二氧化钛薄膜，不需要将样品取出真空室即可完成；
(2)本发明由于采用了离子束轰击手段，改善了二氧化钛薄膜结构，提高了二氧化钛薄膜的堆积密度，降低了二氧化钛薄膜的应力，从而增强了二氧化钛薄膜的力学性能和环境稳定性。
具体实施方式
为了充分说明本发明的特性以及实施本发明的方式，下面给出实施例。本发明采用全自动离子束辅助光学薄膜镀膜设备进行，沉积室内包括电子束蒸发源和电阻蒸发源、宽束冷阴极离子源。
实施例1
步骤一、当二氧化钛薄膜沉积完成后，在真空度优于8.0×10^-3Pa时，充入纯度为99.99％的工作气体氧气，气体流量20sccm。
步骤二、在真空度优于2.0×10^-2Pa时，启动全自动离子束辅助光学薄膜镀膜设备的宽束冷阴极离子源，用80eV的离子束轰击步骤一中完成沉积的二氧化钛薄膜，轰击时间5Min。
步骤三、离子束轰击二氧化钛薄膜完成后，让基底自然冷却至室温，得到降低了应力的二氧化钛薄膜。
取出二氧化钛薄膜样品，用薄膜应力测试仪测试其应力，二氧化钛薄膜样品的应力由离子束轰击前的177MPa降低为6.7MPa。
实施例2
(1)当二氧化钛薄膜沉积完成后，在真空度优于8.0×10^-3Pa时，充入纯度为99.99％的工作气体氧气，气体流量20sccm。
(2)在真空度优于2.0×10^-2Pa时，启动宽束冷阴极离子源，用130eV的离子束轰击步骤一中完成沉积的二氧化钛薄膜，轰击时间15Min。
(3)离子束轰击二氧化钛薄膜完成后，让基底自然冷却至室温，得到降低了应力的二氧化钛薄膜。
取出二氧化钛薄膜样品，用薄膜应力测试仪测试其应力，二氧化钛薄膜样品的应力由离子束轰击前的195MPa降低为5.3MPa。
本发明包括但不限于以上实施例，凡是在本发明的精神和原则之下进行的任何等同替换或局部改进，都将视为在本发明的保护范围之内。