Fabbricazione di film ultra-sottile di colore con altamente assorbente Media mediante deposizione di angolo obliquo
Summary
Presentiamo un metodo dettagliato per la realizzazione di pellicole a colori ultra-sottile con caratteristiche migliorate per rivestimenti ottici. La tecnica di deposizione di angolo obliquo utilizzando un evaporatore del fascio di elettroni permette accordabilità colore migliorato e purezza. Film fabbricato di Ge e Au su substrati di Si sono stati analizzati mediante misure di riflettanza e conversione di informazioni di colore.
Abstract
Strutture di film ultra-sottili sono stati studiati estesamente per uso come rivestimenti ottici, ma restano sfide di prestazioni e di fabbricazione. Presentiamo un metodo avanzato per la realizzazione di pellicole a colori ultra-sottile con caratteristiche migliorate. Il processo proposto risolve diversi problemi di fabbricazione, incluso il trattamento di grande area. In particolare, il protocollo viene descritto un processo nella fabbricazione di pellicole a colori ultra-sottile utilizzando un evaporatore del fascio di elettroni per la deposizione di angolo obliquo di germanio (Ge) e oro (Au) su substrati di silicio (Si). Porosità del film prodotto dalla deposizione di angolo obliquo induce i cambiamenti di colore nel film ultra-sottile. Il grado di cambiamento di colore dipende da fattori come lo spessore di pellicola e angolo di deposizione. Fabbricato campioni dei film ultra-sottile di colore ha mostrato accordabilità colore migliorato e purezza del colore. Inoltre, la riflettanza dei campioni fabbricati è stata convertita in valori cromatici e analizzata in termini di colore. Il nostro film ultrasottile fabbricando metodo dovrebbe essere utilizzato per varie applicazioni di film ultra-sottile come elettrodi colore flessibile celle solari a film sottile e filtri ottici. Inoltre, il processo sviluppato qui per analizzare il colore dei campioni fabbricati è ampiamente utile per studiare le varie strutture di colore.
Introduction
In generale, le prestazioni di rivestimenti ottici a film sottile sono basata sul tipo di interferenza ottica che producono, ad esempio alta riflessione o trasmissione. Nel dielettrici sottile-pellicole, interferenza ottica possa essere ottenuta semplicemente per soddisfare condizioni come spessore di quarto d’onda (λ/4n). Principi di interferenza a lungo sono stati utilizzati in varie applicazioni ottiche come interferometri di Fabry-Perot e distribuita Bragg riflettori1,2. Negli ultimi anni, film sottile, strutture altamente assorbente materiali come metalli e semiconduttori sono state ampiamente studiato3,4,5,6. Forte interferenza ottica può essere ottenuto da un materiale semiconduttore assorbente su una pellicola di metallo, che produce cambiamenti di fase non banale in onde riflesse del rivestimento a film sottile. Questo tipo di struttura permette rivestimenti ultra-sottili che sono notevolmente più sottili rispetto ai rivestimenti dielettrici a film sottile.
Recentemente, abbiamo studiato i modi di migliorare l’accordabilità di colore e la purezza del colore di film sottili altamente assorbente usando porosità7. Controllando la porosità del film depositato, l’efficace indice di rifrazione del mezzo film sottile può essere cambiato8. Questo cambiamento nell’indice di rifrazione efficace permette le caratteristiche ottiche di essere migliorata. Basato su questo effetto, abbiamo progettato le pellicole a colori ultra-sottile con diversi spessori e porosità dai calcoli utilizzando onda accoppiato rigorosa analisi (RCWA)9. Il nostro design presenta colori con spessori differenti della pellicola a ogni porosità7.
Abbiamo impiegato un metodo semplice, deposizione di angolo obliquo, per controllare la porosità dei rivestimenti a film sottile altamente assorbente. La tecnica di deposizione di angolo obliquo fondamentalmente combina un sistema di deposizione tipico, ad esempio un evaporatore del fascio di elettroni o evaporatore termale, con un substrato inclinato10. L’angolo obliquo del flusso incidente crea lo shadowing atomico, che produce aree che il flusso di vapore non è possibile raggiungere direttamente11. La tecnica di deposizione di angolo obliquo è stato ampiamente usata in vari film sottile rivestimento applicazioni12,13,14.
In questo lavoro, dettagliamo i processi per la realizzazione di pellicole a colori ultra-sottile da deposizione obliquo utilizzando un evaporatore del fascio di elettroni. Inoltre, metodi aggiuntivi per la lavorazione di grandi superfici sono presentati separatamente. Oltre ai passaggi di processo, alcune note che dovrebbero essere prese in considerazione durante il processo di fabbricazione sono spiegati in dettaglio.
Inoltre esaminiamo processi per misurare la riflettanza dei campioni fabbricati e convertendoli in informazioni di colore per l’analisi, in modo che possono essere espressi in coordinate di colore CIE e RGB valori15. Inoltre, alcuni aspetti da considerare nel processo di fabbricazione di pellicole a colori ultra-sottili sono discussi.
Protocol
Representative Results
Discussion
In rivestimenti a film sottile convenzionale per colorazione3,4,5,6, il colore può essere controllato modificando diversi materiali e lo spessore di regolazione. La scelta di materiali con differenti indici di rifrazione è limitata per l’ottimizzazione di vari colori. Per rilassarsi questa limitazione, abbiamo sfruttato l’angolo obliquo deposizione a film sottile colore rivestimento. A second…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questa ricerca è stata sostenuta dalla ricerca di tecnologia Core avanzata di veicoli senza equipaggio e programma di sviluppo attraverso il senza equipaggio veicolo Advanced Research Center (UVARC) finanziato dal Ministero della scienza, ICT e della pianificazione del futuro, la Repubblica di Corea ( 2016M1B3A1A01937575)
Materials
| KVE-2004L | Korea Vacuum Tech. Ltd. | E-beam evaporator system | |
| Cary 500 | Varian, USA | UV-Vis-NIR spectrophotometer | |
| T1-H-10 | Elma | Ultrasonic bath | |
| HSD150-03P | Misung Scientific Co., Ltd | Hot plate | |
| Isopropyl Alcohol (IPA) | OCI Company Ltd. | Isopropyl Alcohol (IPA) | |
| Buffered Oxide Etch 6:1 | Avantor | Buffered Oxide Etch 6:1 | |
| Acetone | OCI Company Ltd. | Acetone | |
| 4inch Silicon Wafer | Hi-Solar Co., Ltd. | 4inch Silicon Wafer (P-100, 1-20 ohm.cm, Single side polished, Thickness: 440±20μm) | |
| 2inch Silicon Wafer | Hi-Solar Co., Ltd. | 2inch Silicon Wafer (P-100, 1-20 ohm.cm, Single side polished, Thickness: 440±20μm) |
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