Mecanismos de Crecimiento Dependientes de la Temperatura y Propiedades Ópticas de Películas Delgadas de MgF Sintetizadas por Deposición de Capa Atómica Mejorada por Plasma
Autores: Lien, Shui-Yang; Lin, Xiao; Zhang, Zhi-Xuan; Zhang, Jing; Zhu, Wen-Xuan; Hsu, Chia-Hsun; Wang, Chen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Mecanismos de Crecimiento Dependientes de la Temperatura y Propiedades Ópticas de Películas Delgadas de MgF Sintetizadas por Deposición de Capa Atómica Mejorada por Plasma
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Química
Palabras clave
Deposición de capas atómicas mejorada por plasma
Temperatura del sustrato
Comportamiento de crecimiento
Composición química
Propiedades ópticas
Ventana de ALD
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
Las películas de MgF se preparan utilizando deposición de capas atómicas mejorada por plasma (PEALD). Se investiga sistemáticamente la influencia de la temperatura del sustrato en el comportamiento de crecimiento, la composición química y las propiedades ópticas de las películas de MgF. Los resultados experimentales muestran que el proceso de deposición transita a través de tres regímenes distintos: un régimen de reacción incompleta a 100 grados C, una ventana de ALD auto-limitante entre 125 y 150 grados C, y un régimen similar a la deposición química de vapor (CVD) por encima de 175 grados C. A 100 grados C, la química superficial incompleta produce un bajo crecimiento por ciclo, incorporación de carbono y un índice de refracción elevado. Entre 125 y 150 grados C, las películas son casi estequiométricas, lisas y exhiben un índice de refracción bajo de aproximadamente 1.37 +/- 0.003 a 550 nm. Por encima de 175 grados C, la descomposición del precursor impulsa un crecimiento no auto-limitante con mayor rugosidad. Como validación a nivel de aplicación, una película crecida a 125 grados C utilizada como recubrimiento antirreflectante de doble cara en vidrio aumenta la transmitancia del 92 +/- 0.1% (desnudo) al 97.2% +/- 0.2% a 550 nm. Se puede lograr una transmitancia promedio del 96.4 +/- 0.2% en el rango de 380-780 nm. En general, este trabajo establece la relación entre la temperatura de deposición y las propiedades de las películas de MgF-PEALD y demuestra una deposición precisa, a baja temperatura y no corrosiva, adecuada para recubrimientos antirreflectantes ópticos avanzados.
Descripción
Las películas de MgF se preparan utilizando deposición de capas atómicas mejorada por plasma (PEALD). Se investiga sistemáticamente la influencia de la temperatura del sustrato en el comportamiento de crecimiento, la composición química y las propiedades ópticas de las películas de MgF. Los resultados experimentales muestran que el proceso de deposición transita a través de tres regímenes distintos: un régimen de reacción incompleta a 100 grados C, una ventana de ALD auto-limitante entre 125 y 150 grados C, y un régimen similar a la deposición química de vapor (CVD) por encima de 175 grados C. A 100 grados C, la química superficial incompleta produce un bajo crecimiento por ciclo, incorporación de carbono y un índice de refracción elevado. Entre 125 y 150 grados C, las películas son casi estequiométricas, lisas y exhiben un índice de refracción bajo de aproximadamente 1.37 +/- 0.003 a 550 nm. Por encima de 175 grados C, la descomposición del precursor impulsa un crecimiento no auto-limitante con mayor rugosidad. Como validación a nivel de aplicación, una película crecida a 125 grados C utilizada como recubrimiento antirreflectante de doble cara en vidrio aumenta la transmitancia del 92 +/- 0.1% (desnudo) al 97.2% +/- 0.2% a 550 nm. Se puede lograr una transmitancia promedio del 96.4 +/- 0.2% en el rango de 380-780 nm. En general, este trabajo establece la relación entre la temperatura de deposición y las propiedades de las películas de MgF-PEALD y demuestra una deposición precisa, a baja temperatura y no corrosiva, adecuada para recubrimientos antirreflectantes ópticos avanzados.