中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 光学系统先进制造技术重点实验室, 吉林 长春 130033
为了提高锗基底的透过率和环境适应性, 镀制了增透保护膜。应用电子枪蒸发加霍尔离子源辅助的方法沉积了碳化锗(Ge1-xCx)薄膜。通过固定霍尔离子源参数, 控制沉积速率的工艺得到了不同光学常数的碳化锗薄膜。X射线衍射(XRD)测试表明, 所制备的碳化锗薄膜在不同的沉积速率下均为无定形结构。采用傅立叶变换红外(FTIR)光谱仪测量了试片的透过率, 使用包络法获得了相应工艺条件下的光学常数。在锗基底上双面镀制碳化锗增透膜后, 长波红外7.5～11.5 μm波段的平均透过率Tave＞85%。经过环境实验之后的碳化锗膜层完好, 证明碳化锗增透膜具有良好的环境适应性。
碳化锗 长波红外增透膜 离子辅助 霍尔离子源 germanium carbide long-wave infrared antireflection coatings ion source assisting End-Hall ion source
1 哈尔滨工业大学 复合材料与结构研究所, 黑龙江 哈尔滨 150080
2 吉林大学 材料科学与工程学院, 吉林 长春 130012
3 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 光学系统先进制造技术重点实验室, 吉林 长春 130033
利用磁控溅射制备碳化锗(Ge1-xCx)薄膜, 系统地研究了生长温度(Tg)对所获薄膜成分及性能的影响并揭示了它们之间的内在关系。研究发现所有Ge1-xCx薄膜样品均为非晶结构, 随着Tg从60 ℃增加到500 ℃, 膜中锗含量增加, 而碳含量相对降低, 这种成分的改变增加了膜中组成原子的平均质量, 进而导致薄膜折射率从2.3增加到 4.3, 这种折射率大范围连续可调的特性十分有利于Ge1-xCx多层红外增透保护膜的设计和制备。此外研究还发现, 随着Tg的增加, Ge1-xCx膜中Ge—H和C—H键逐渐减少, 这不但显著减小了薄膜在~5.3 μm和~3.4 μm处的光吸收, 而且显著提高了薄膜的硬度。这些结果表明, 提高生长温度是调制Ge1-xCx 薄膜成分、改善其光学和力学性能的有效途径。
生长温度 碳化锗 性能 growth temperature germanium carbide performance
1 吉林大学 材料科学与工程学院， 吉林 长春 130012
2 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 光学系统先进制造技术重点实验室，吉林 长春 130033
利用磁控溅射方法在ZnS基底上设计并制备了一种Ge1-xCx双层膜，研究发现双面镀Ge1-xCx双层膜后，ZnS基底在 8～11.5 μm远红外波段的平均透过率提高了9.5%，硬度提高了近3倍，而且该双层膜还具有良好的热稳定性和耐热冲击能力。研究结果表明，此Ge1-xCx双层膜是一种高效的ZnS红外窗口增透保护膜。
碳化锗 ZnS红外窗口 增透保护膜 germanium carbide ZnS infrared window antireflection and protection coatings
