付朝丽
,
杨勇
,
马云峰
,
魏玉全
,
焦正
,
黄政仁
无机材料学报
doi:10.15541/jim20160170
探究HfO2薄膜的激光损伤特性以进一步提高激光损伤阈值(Laser Induced Damage Threshold,简称LIDT),对其在高功率激光系统中的广泛应用具有重要的意义.在不同的离子源偏压下,采用等离子体辅助电子束蒸发金属铪(Hf)并充氧(O2)进行反应沉积法制备了中心波长为1064 nm,光学厚度为4H的HfO2薄膜样品.测试了薄膜组分和残余应力;根据透射谱拟合了薄膜的折射率;通过XRD谱图和SEM表面形貌图分析了薄膜的微观结构;对激光损伤阈值、损伤特性和机理进行了论述.结果表明:偏压100 V时制备的薄膜具有最佳O/H-f配比;薄膜压应力和折射率均随偏压降低而减小.薄膜内存在结晶,激光能量在晶界缺陷处被强烈聚集和吸收,加速了膜层的破坏,形成由几百纳米的烧灼坑聚集而成的海绵状损伤结构.随着偏压降低,膜结晶取向由((1)11)晶面向(002)晶面转变,界面能降低;晶粒减小,结构更均匀,缓解了激光能量在晶界处的局部聚集与吸收,表现出较大的激光损伤阈值.
关键词:
HfO2薄膜
,
等离子体辅助电子束蒸发
,
离子源偏压
,
微观结构
,
激光损伤
