氟化物混合薄膜於紫外光區之研究

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張峻領(Chun-Ling Chang) 查詢紙本館藏

畢業系所

光電科學與工程學系

論文名稱

氟化物混合薄膜於紫外光區之研究
(The Research of Mixed Magnesium Fluoride - Aluminum Fluoride Film in Ultraviolet Region)

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摘要(中)

氟化鎂與氟化鋁為紫外光區之光學薄膜設計與應用上常見兩種低折射率材料，在單一材料情況下，以熱蒸鍍的氟化鎂薄膜會產生微觀的柱狀結構，此結構會使得薄膜具有各向異性的性質，而氟化鋁薄膜則無結構產生，但則具有易與水反應的性質。本實驗嘗試以混合製鍍的方式，以不同混合比例製程，找出膜質特性最佳的氟化物混合薄膜，實驗中主要以橢圓偏振術的量測觀點，研究在不同混合比例下對微觀結構的影響，並探討在不同混合比例下因柱狀結構引起的雙折射性質。

摘要(英)

Magnesium Fluoride and Aluminum Fluoride are both very popular low refraction index materials for optical thin films design in ultraviolet region. They are not very stable using for a long time, due to the microstructure and chemical properties. We tried to mix these two materials, Magnesium Fluoride and Aluminum Fluoride, and find the best deposition ratio of the mixed coatings to have better optical characteristic and chemical properties. This study is based on the measurement of ellipsometry method. Discuss the microstructure and birefringence of the mixed coatings with the composite ratio of two fluoride materials.

關鍵字(中)

★ 氟化鎂
★ 氟化鋁
★ 混合
★ 薄膜
★ 橢圓偏振儀
★ 紫外光
★ 微觀結構
★ 柱狀結構
★ 各向異性
★ 雙折射

關鍵字(英)

★ birefringence
★ magnesium fluoride
★ anisotropic
★ aluminum fluoride
★ column structure
★ microstructure
★ ultraviolet
★ ellipsometer
★ thin films
★ mixed

論文目次

第一章序論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機 2
第二章原理與材料特性 3
2-1 各向異性介質(Optical Anisotropic Medium) 3
2-2 柱狀結構形成的各向異性薄膜 5
2-2-1 SZM(Structural Zone Model)模型 5
2-2-2 垂直的柱狀結構薄膜 6
2-3 能帶間隙理論 7
2-4 原子間的鍵結 10
2-5 氟化物材料特性 12
2-5-1 氟化鎂(Magnesium Fluoride, MgF2) 13
2-5-2 氟化鋁 (Aluminum Fluoride, AlF3) 14
第三章研究方法 15
3-1 蒸鍍系統 15
3-1-1 熱電阻加熱蒸鍍系統(RHE) 15
3-1-2 電子槍蒸鍍系統(EGE) 16
3-1-3 實驗參數 19
3-2 量測方法與儀器 20
3-2-1 光譜式橢圓偏振儀(Spectroscopy Ellipsometer) 20
第四章結果與討論 25
4-1氟化鎂與氟化鋁混合薄膜在不同比例下的特性 25
4-1-1 各向同性與各向異性橢圓參數模擬 25
4-1-2 不同混合比例下之光學特性擬合結果 30
4-1-3 表面粗糙度分析 35
4-2 氟化鎂與氟化鋁混合薄膜經過高溫退火後的特性討論 36
4-2-1 退火後不同混合比例下之光學特性擬合結果 36
4-2-2 退火後表面粗糙度分析 39
第五章結論 40
參考文獻 41

參考文獻

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〔2〕R. Messier, A. P. Giri and R. A. Roy, “Revised structure zone model for thin physical structure”, J. Vac. Sci. Technol. A2, 500-503(1984).
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〔4〕U. Kaiser, M. Adamik, G. Safran, P. B. Barna, S. Laux and W. Richter, “Growth structure investigation of MgF2 and NdF3films grown by molecular beam Deposition on CaF2(111) Substrates”, Thin Solid Films 280, 5-15 (1996).
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〔15〕R. M. A. Azzam, N. M. Bashara, ELLIPSOMETRY AND POLARIZED LIGHT, p340-363, North-Holland, New York

指導教授

李正中(Cheng-Chung Lee)

審核日期

2006-7-20

推文