Murdumisnäitaja sõltuvus titaanoksiidi kontsentratsioonist amorfsetes ränioksiidkiledes

Abstract

Antud töös uuriti Si-Ti seguoksiidkilede murdumisnäitaja sõltuvust Ti kontsentratsioonist. Kasutades sool-geel protsessi sünteesiti ränioksiidkiled, milles varieeriti titaanoksiidi kogust 5-30% (5% sammuga), ning mõõdeti nende kilede murdumisnäitajate sõltuvused lainepikkusest. Kilede murdumisnäitajate sõltuvused lainepikkusest mõõdeti ellipsomeetriat ja spektromeetriat rakendades. Ellipsomeetriga mõõtmisteks tehti kiled läbipaistmatule ränialusele ning mõõdeti peegeldunud kiirgust. Spektromeetriga mõõtmisteks tehti kiled läbipaistvale klaassubstraadile ja mõõdeti objekti läbinud kiirgust. Mõõtmistes kasutati ellipsomeetrit J.A. Woolam CO INC. M-2000 ja spektromeetrit JASCO V-570. Titaanoksiidi kontsentratsiooni kasvuga amorfses ränioksiid geel-klaas kiles täheldati murdumisnäitaja kasvu. Ellipsomeetriga mõõdetud 5%-lise titaanoksiidi sisaldusega ränioksiidkile murdumisnäitaja 1,4470 tõuseb titaanoksiidi kontsentratsiooni kasvuga 30%-ni 1,5082-ni ning spektromeetriga tehtud mõõtmistes vastavalt 1,6024-lt 1,8634ni. Esimesel juhul ei ole murdumisnäitaja piisavalt kõrge ning teisel juhul piisavalt madal, et ühtsustada maatriksi murdumisnäitajat vedelkristalli 5 CB murdumisnäitajaga GDLC-seadmetes. Nimetatud meetoditel saadud tulemuste vahel on ilmne vastuolu. Seega vähemalt ühe meetodi tulemused ei ole korrektsed. Kuigi ellipsomeetriga ja spektromeetriga mõõdetud tulemused läksid murdumisnäitaja absoluutväärtuste osas lahku, kinnitasid siiski mõlemad meetodid ränioksiidkile murdumisnäitaja kasvu titaanoksiidi kontsentratsiooni suurendamisel. Tõenäoliselt on erinevate tulemuste põhjuseks mõõdetud kilede kehv optiline kvaliteet ning suur valguse neeldumine titaanoksiidi tõttu. Murdumisnäitaja edasine tõstmine titaanoksiidi kontsentratsiooni suurendamise teel ränioksiidkiledes on raskendatud, sest kiled kipuvad kõrge titaanoksiidi sisalduse korral pragunema.