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光學鏡片鍍膜的三種形核類型

2020-07-09

人們通過研究觀察,發現在進行光學鏡片鍍膜時,鍍膜的形成并不是一開始就在基底表面上所有的結晶學格點上都附加上結晶粒子, 而總是要經過“形核” ,也就是核的“成長” 、毗連成膜的過程。在超高真空條件下研究給光學鏡片鍍膜的膜形成過程時發現,鏡片上的膜在形成的開始階段總要經歷一段無沉積物的“孕育期”,而在過了“孕育期”之后才在基底表面隨機位置上形成一些離散的生長中心,它們有個晶體結構,也就是“晶核”。在沉積過程繼續進行時,沒有新的晶核產生,而是在最初形成的一些結晶小島逐漸長入,毗連成膜。然后又再一次地形核、成長、毗連成膜。光學鏡片鍍膜的時候出現的形核就是從“孕育期”到出現“小晶核”的這段過程。


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光學鏡片鍍膜形核是一個復雜的階段,影響這個過程受到的因素有很多,加上這和鍍膜形成的其它階段密切相關色對干鍍膜的質量和性能有很重要的影響。所以,對形核過程的研究一直是一個十分活躍的領域,井且出現了許多理論。


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光學鏡片鍍膜是外來的分子、原子或原子團等微小粒子到達基底的表面后,再通過一些凝聚過程而形成的。那么光學鏡片鍍膜的膜形核過程可以分為三種類型:


1、三維形核生長模式(島狀生長)

三維形核生長模式(Volmec-Weber型),又稱之為沃爾默一韋伯型,是島狀生長模式。光學鏡片鍍膜按這樣方式形成時,首先是吸附于基片表面的一些原子發生遷徙的情況而形成原子團,也就是膜的形核,待至核的尺寸達到某一臨界值,也就是一個穩定的核,而自蒸發源飛向基片的原子就在核上直接凝聚成島狀結構,再將這些小島連接起來而形成連續的一層鍍膜,所以才叫島狀的生長模式。這種膜生長一般是在真空鍍膜的原子間有很大的相互作用力的情況,加上鍍膜原子和基片的原子之間的相互作用力略小時,便會出現這種島狀生長方式而形成鍍膜層。


2、單層生長模式(層狀生長)

單層生長模式(Frank一VanderMerwe型),又稱之為弗蘭克一范德摩夫型,是層狀生長模式。該類型的生長便是業內說的理想的外延生長,作為同質外延,如若是異質外延,在引入失配位錯之后,便形成外延生長。而在晶體失配位錯發生前,那些沉積的原子是根據基片的晶體同期來排列的。通常把這種結構稱作“膺結構”。這種膜生長一般是在光學鏡片鍍膜時,沉積的原子和基底原子之間的相互作用力很大,大過沉積的原子之間的聚合力的情況下,沉積的原子會構成一種二維的簿層堆積,堆積成層狀的鍍膜生長模式。


3、單層上的形核生長模式(層島混合)

單層上的形核生長模式(Stranki-Krastanov型),又稱作斯特朗斯基一克拉斯坦諾型,是層島混合模式。光學鏡片鍍膜按這種方式形成時,首先于基底上形成具有膺結構的單層膜(層狀生長),接著于單層膜上生成三維的形核生長(島狀生長)。以這種模式形成鍍膜的材料與基片的組合較少。這種膜生長一般是在真空鍍膜的基底原子和沉積原子的相互作用力大,加上沉積原子本身的凝聚力也大的情況下,鍍膜就按這種方式來形成。


光學鏡片鍍膜可作防反射或防眩光處理,這樣的鍍膜可以有效助于鏡片的使用壽命延長的同時,光學鏡片鍍膜的便利性和保護性也是非常出色的。鍍上合適的材料可幫助鏡片抵御劃傷和污漬,并具有減少眩光、附加安全系數。使用光學鏡片鍍膜設備,讓鏡片鍍層消除眩光、減少反射,對于在辦公室環境中使用計算機工作、經常開車以及許多使用數字媒體產品的人來說,鏡片鍍膜就是很好的存在。


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