金刚石上不同晶体结构Y2O3膜性质与增透性能研究

摘要：

目的 研究不同晶体结构Y2O3薄膜的性质及其对金刚石增透性能的影响规律.方法 采用反应磁控溅射的方法,通过控制氧氩比,在金刚石膜上制备立方与单斜两种不同晶体结构的Y2O3薄膜,随后系统研究两种Y2O3薄膜的性质与增透性能.结果 在低氧氩比下获得了立方结构Y2O3薄膜,在高氧氩比下获得了单斜结构Y2O3薄膜,二者表面粗糙度分别为2.57、1.07 nm.两种晶体结构均呈现出符合Y2O3原子配比的价态.立方和单斜结构的Y2O3薄膜硬度分别为17.4、12.6 GPa;弹性模量分别为248.1、214.6 GPa.双面镀制立方结构Y2O3薄膜后,金刚石膜在10.0μm透过率最大,达89.1％,增透24.5％;单斜结构Y2O3薄膜在7.4μm透过率最大,达90.4％,增透25.4％.结论通过控制氧氩比可以获得热力学稳定的立方Y2O3薄膜和亚稳态的单斜Y2O3薄膜.立方和单斜结构的Y2O3薄膜中O与Y原子价态均符合其化学计量比.立方结构Y2O3薄膜呈现出更高的硬度与弹性模量.两种结构对金刚石窗口均呈现出良好的增透效果.单斜结构Y2O3薄膜增透效果更佳与其较低的折射率有关,且相比于立方结构Y2O3薄膜,增透最佳值向低波长方向移动.

关键词：金刚石膜、Y2O3、增透膜、窗口、立方结构、单斜结构

所属期刊栏目：48

分类号：O484(固体物理学)

资助基金：国家重点研发计划2018YFB0406501

在线出版日期：2019-03-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：133-140