Отражение в тонких пленках

Отражение в тонких пленках [c.233]

Рассмотреть детально, почему в проходящем и отраженном свете картины интерференции в тонких пленках дополняют друг друга (проследить разности фаз, например, для колец Ньютона, принимая во внимание потерю фазы на границе). [c.867]

В заключение назовем ряд экспериментальных работ, в которых методом полного внешнего отражения исследовались состояние и параметры приповерхностного слоя зеркала. Так, в работе [45] о помощью измерения Ка-линии Си было обнаружено окисление поверхности напыленного в вакууме алюминия. В работе [64] исследованы пленки меди, никеля, германия и селена в процессе окисления на воздухе и последующего отжига в вакууме. Наличие поверхностного слоя на стекле и алюминии обнаружено авторами работы [49]. В работе [48] исследованы пленки германия и теллура различной толщины, в работе [56] — германия, золота и стекла. Результаты определения плотности пленок германия даны в работе [57]. Отметим также, что отражение рентгеновского излучения широко используется для исследования процесса диффузии в тонких пленках (см., например, работу [36]). [c.40]

Учет многократных отражений. До сих пор при анализе интерференции в тонких пленках нами рассматривалась лишь двухлучевая интерференция, возникающая в результате одного отражения от поверхностей пленки (см. рис. 132). Такое приближение дает хорошие результаты и является вполне оправданным, если коэффициент отражения на поверхностях пленки мал. При не очень малых коэффициентах необходимо учитывать многократные отражения и рассматривать интерференцию в тонких пленках и пластинах не как двухлучевую, а как многолучевую. [c.184]

Опыт. Интерференция в тонких пленках. (См. п. 5.5.) Наполните таз теплой водой. Капните на поверхность воды каплю масла и наблюдайте, как масло растекается. (Возьмите легкое масло прованское масло, например, слишком тяжелое, и оно не будет растекаться.) Наблюдайте отражение неба (или другого протяженного источника света) в капле по мере ее растекания. (На дно таза хорошо поместить черную ткань или бумагу, чтобы избежать нежелательного отражения от дна.) Заметьте, что цветные узоры не появляются, пока пленка масла не расползлась по площади порядка 10 X 10 rf. Почему [c.236]

Интерференция в тонких пленках рассматривалась выше как двухлучевая интерференция. Мы ограничились интерференцией только двух волн, одна из которых получилась при однократном отражении от верхней, а другая — от нижней поверхностей пленки. Многократными отражениями мы пренебрегли. Это можно делать, когда коэффициент отражения невелик. Если же коэффициент отражения близок к единице, то так поступать нельзя. Допустим, например, что при каждом отражении отражается 5% падающего [c.231]

Некоторые теоретические и экспериментальные сведения о влиянии подобных эффектов на отражение для тонких пленок получены в работах [22—27]. Они играют роль и в сверхпроводящ,их пленках. Размерные эффекты имеют место, конечно, и в кристаллах. Для молекулярных кристаллов этот вопрос рассмотрел А. С. Давыдов [28] (см. также [29]). [c.191]

Для металлов (гелиоприемники, как правило, изготовлены из металла) с увеличением длины волны спектральная лучеиспускательная способность падает, а отражательная способность увеличивается. В длинноволновой области спектра металл обладает значительным отражением. Если на металле создать тонкую пленку, сильно поглощающую длинноволновые лучи, то можно получить идеальную для теплового гелиоприемника поверхность, так как видимые и близкие инфракрасные лучи, на которые приходится большая часть солнечной энергии, поглощаются пленкой (покрытие имеет высокое значение е, а/гл ). Учитывая то, что температуры гелиоприемников при использовании концентраторов солнечной энергии достигают 1000 К, для этих целен необходимо применять высокотемпературный класс покрытий. [c.217]

Остановимся на одном приложении явлений интерференции света в тонких пластинах, значение которого за последние годы сильно возросло. Речь пойдет о нанесении тонких диэлектрических пленок на оптические поверхности с целью изменения коэффициента отражения. При этом могут решаться следующие две противоположные задачи [c.217]

Интерференционная картина наблюдается и при прохождении света сквозь тонкую пленку. При этом картина иг.юет вид, дополнительный к картине в отраженном свете (максимумы в местах минимумов и наоборот), цвета (в случае белого света) гораздо менее насыщенные (белесоватые). Показать ход интер-4 рирующих лучен в проходящем свете и объяснить указанные особенности. [c.873]

Интерферометр Фабри—Перо. Интерферометр, или эталон Фабри—Перо, является в настоящее время основным прибором в спектроскопии высокой разрешающей силы. Его действие основано на интерференции большого числа лучей, получаемых при многократном отражении световой волны между двумя параллельно расположенными плоскими зеркалами, обладающими частичным пропусканием (рис. 26). В современных интерферометрах, как правило, используют многослойные диэлектрические зеркальные покрытия, которые наносят на подложки из оптического стекла или кварца в вакууме. Они позволяют получать высокие коэффициенты отражения света при малой величине потерь на поглощение. Худшие характеристики имеют покрытия из тонких пленок серебра и алюминия. [c.76]

При съемке на просвет с помощью ПЭМ можно исследовать очень тонкие объекты (10 —10 мм). При съемках на отражение глубина проникновения составляет 3,0—20,0 нм, что даст возможность исследовать чрезвычайно тонкие пленки (например, оксидные) на поверхности металлов. Разрешение, контраст п достоверность исследований в значительной мере определяются правильностью приготовления образцов методом реплик, несущих характерные особенности исходных материалов. [c.495]

Аналогия строится в конечных областях, на контуре которых располагается пленка. Если решается уравнение Пуассона, то контур области представляет собой контур отверстия в верхней стенке коробки, в которой затем создается избыточное давление р воздуха. Прогиб мембраны обычно измеряется механически с помощью микрометрического винта, укрепленного в координатнике, причем момент касания щупа определяется по замыканию электрической цепи через щуп и жидкую пленку. Остроумный способ определения линий равных углов наклона пленки основан на фотографировании вдоль оси z отражения в пленке сети координат, расположенной в перпендикулярной плоскости X, у. Наиболее точный из известных способов измерений заключается в определении направления тонкого светового луча, отраженного от пленки. [c.265]

Многолучевой интерференционный метод получил большое распространение при исследовании тонких пленок. Этому способствовало то обстоятельство, что в последнее время в различных областях науки и техники получило значительное развитие изготовление тонких пленок и их применения для целого ряда задач — покрытие деталей защитными лаками, многослойные диэлектрические покрытия, использование светоделительных слоев для расщепления электромагнитных волн, просветление оптики, применение пленок в качестве приемников излучения (в болометрах, фотосопротивлениях и т. д.). Особенность этих пленок состоит в том, что интерференционные явления, возникающие в пленках часто оказывают значительное влияние на свойства рабочих поверхностей узлов или деталей, на которые они нанесены. Многолучевые интерференционные методы являются удобными и одними из самых Эффективных средств для исследования толщины, сдвига фазы, коэффициента отражения и преломления пленок [87, 1571. [c.7]

Интересно отметить, что тангенциальная компонента отлична от нуля только для поглощающей пластинки. Это обстоятельство можно использовать [22] для определения коэффициента отражения и поглощения (в сильно поглощающих материалах) тонких пленок по измерению нормальной и тангенциальной компонент радиационной силы. [c.199]

Если температура пластинки изменяется во времени, то при облучении ее пучком монохроматического света наблюдается последовательность резонансов Фабри-Перо, т. е. периодические осцилляции интенсивности проходящего и отраженного света. Пластинку зондируют обычно по нормали к поверхности. Иногда применяют небольшие углы падения (54-20°) с целью избежать паразитных сигналов от интерференции пучка между поверхностями оптического окна установки, расположенного между лазером и исследуемой пластинкой [6.11, 6.12]. В технологических установках (для нанесения тонких пленок и т. д.) иногда проводят зондирование при больших углах падения (р 70° [c.132]

Мы рассмотрели интерференционные опыты, в которых деление амплитуды световой волны ог источника происходило в результате частичного отражения на поверхностях плоскопараллельной пластинки. В случае точечного источника полосы можно наблюдать всюду, т. е. они не локализованы. Но на бесконечности или в фокальной плоскости собирающей линзы полосы наблюдаются и при протяженном источнике. Локализованные полосы при протяженном источнике можно наблюдать и в других условиях. Оказывается, что для достаточно тонкой пластинки или пленки (поверхности которой не обязательно должны быть параллельными и вообще плоскими) можно наблюдать интерференционную картину, локализованную вблизи отражающей поверхности. В белом свете интерференционные полосы окрашены. Поэтому такое явление называют цвета тонких пленок. Его легко наблюдать на мыльных пузырях, на тонких пленках масла или бензина, плавающих на поверхности воды, на пленках окислов, возникающих на поверхности металлов при закале, и т. п. [c.215]

В оптических приборах для улучшения их характеристик, а именно для увеличения прозрачности и ослабления паразитных изображений, используют покрытия стеклянных поверхностей тонкими диэлектрическими пленками [1]. Преимущества такого метода борьбы с отражением становятся еще более явными при увеличении числа покрытий. Полупрозрачные тонкие пленки используются и для увеличения отражения света от стеклянной поверхности [2]. Такие диэлектрические зеркала особенно важны в лазерных резонаторах и интерферометрах. В частности, с их помощью создаются оптические фильтры, ограничивающие полосу пропускания узким частотным интервалом. [c.153]

Это знакомое нам уравнение Брэгга, а особые значения углов скольжения 0 назьшают углами Брэгга . При выполнении условия, выраженного указанным уравнением, рентгеновские волны от всех узлов кристаллической решетки усиливают друг друга при других углах падения интерференция приводит к снижению интенсивности. Как со свойственной ему проницательностью отмечал Брэгг, это уравнение представляет собой разновидность знакомого соотношения в оптике, которое определяет цвета при отражении от тонких пленок (Брэгг, 1975). [c.170]

Большинство экспериментов по проверке теории Фукса выполнено на пленках щелочных и благородных металлов, так как для этих материалов приемлемы упрощающие допущения теории. К сожалению, открытым остается вопрос о возможности непосредственного применения результатов этой теории к другим металлам, поверхности Ферми которых сильно отличаются от сферических. Тем не менее оказалось, что теория Фукса неплохо описывает закономерности электропереноса в пленках, изготовленных из различных материалов. В соответствии с ожиданиями, величина параметра Р зависит от технологических факторов — в частности, для поликри-сталлических пленок рассеяние на поверхности обычно диффузное (Р = 0), для монокристаллических — частично зеркальное. Характер поверхностного рассеяния в первую очередь зависит от соотношения де-бройлевской длины волны Хв и размеров шероховатостей Д / при Хв >> Дотражение зеркальное, при обратном неравенстве — диффузное. Из-за малых величин Хв (доли нм) электроны в металлах обычно рассеиваются поверхностью диффузно, хотя иногда наблюдалось зеркальное рассеяние. Особенности электропереноса в металлических пленках объясняются зависимостью характера рассеяния от угла падения 9 электронных волн на поверхность (см. рис.2.2), Как и для световых волн, чем больше 9, тем отражение ближе к зеркальному. Если предположить, что имеется некоторый критический угол 0х (при 9 < 9х рассеяние электронов поверхностью диффузное, а при 9 > 9, — зеркальное), то даже для 9, = 89° величина размерного эффекта в тонких пленках значительно уменьшится по сравне- [c.48]

Если наблюдение ведется в монохроматическом свете, то интерференционная картина п[1едстаБЛяет собой чередование светлых и темных полос. При наблюдении в белом свете илеика оказывается окрашенной в разные цвета. Подобная окрашенность пленок, обусловленная интерференцией отраженных от поверхностей лучей, носит название цветов тонких пленок. Следует заметить, что при наблюдении в белом свете отклонение от параллельности поверхности пластинки должно быть незначительным. Заметное отклонение от параллельности приводит к значительному сближению полос [c.89]

Явление интерференции позволяет свести к минимуму коэффициент отражения поверхностей различных элементов (линз, призм и т. и.) оптическо11 системы — осуществить так называемое просветление оптики. С этой целью на поверхность элемента, например линзы, методом напыления в вакууме наносят тонкие пленки с коэ( к )ицие1ггом преломления, меньшим, чем у материала линзы. Падающий на поьерхносгь пленки пучок света / (рис. 5.14) частично отражается от внешней границы просветляющего слоя [c.106]

Иначе обстоит дело, когда в качестве зеркал интерферометра применяют тонкие слои какого-либо металла с высоким коэффициентом отражения в видимой области спектра (серебро, алюминий). Хорошо известно, что металлические пленки сильно поглогцают электромагнитные волны (см. 2.5). В этом случае условие (5.57), использованное при выводе формул (5.70), приходится заменять более общим выражением, а именно [c.243]

Экспериментальные данные о зависимости электросопротивления Си от размеров зерен в исследованном диапазоне от 0,2 до 13 мкм удалось описать с помощью хорошо известной модели Маядаса-Шатцкеса [274], разработанной для тонких пленок. Точнее с помощью той ее части, которая описывает частичное отражение электронов проводимости от границ зерен, представляемых в виде потенциальных барьеров. В работе [274] получено следующее выражение [c.164]

Подобному же исследованию было подвергнуто расположение молекул в тонких смазочных пленках, нанесенных на метал у ля этой цели также было применено наблюдение расЙеяния рентгеновских лучей, а также изучение отражения от подобных пленок потока электронов — мельчайших отрицательно заряженных частиц. Этот последний метод оказался еще удобнее и полезнее для исследования тонких пленок, чем метод, основанный на нрименении рентгеновских лучей электронные лучи проникают в вещество на значительно меньшую глубину. [c.203]

Непровар в самом наплавленном металле встречается редко, а если встречается, то, как правило, бывает весьма малых размеров. Поэтому непровары в самом шве не находят отражения на пленке. Непровар нижней кромки выявляется легче (фиг. 217, а), так как недостающие объемы металла шва в нижней его части могут быть значительными. Особенно часто встречающимся и опасным с точки зрения прочности шва является непровар по кромке между основным и наплавленным металлом. Такой дефект трудно выявляется рентгеноснимком, так как в месте непровара (в щели) образуется очень тонкая пленка окислов, не изменяющая интенсивности проходящих лучей. [c.302]

Кольца Ньютона и полосы, наблюдаемые на тонких пленках, таких, например, как мыльные пузыри, нефть на поверхности воды и т, п., обусловлены интерференцией, возникающей при частичном отражении света от двух (или более) последовательных границ между средами с различными показателями преломления. Если волновой цуг падающего света частично отражается на первой границе (воздух / нефть в случае нефтяной пленки на воде), то уменьшенная амплитуда того же цуга передается дальше и затем частично отражается на следующей границе (нефть/вода). Интфференция возникает, если два отражения складываются вместе, как, например, при наблюдении глазом, а результат зависит от разности пути, которая появляется между ними из-за разноса поверхностей. (Цветовые эффекты в белом свете наблюдаются, когда разница пути-функция толщины пленки и угла наблюдения-такова, что интерференция приводит к усилению для одних длин волн и к ослаблению для других.) [c.25]

Предположим сначала, что период МИС изменяется вдоль поверхности параболоида таким образом, что в каждой точке поверхности выполняется условие Брэгга (3.39), а параметр р определен уравнением (3.43). В этом случае коэффициент передачи V порядка максимального коэффициента отражения Rmax-Вычисленные значения v приведены на рис. 3.23 и составляют в МР-диапазоне 30—60 %. Экспериментальные устройства подобного типа пока еще не созданы, хотя в работе [37] показана возможность нанесения на изогнутые поверхности тонких пленок с толщиной, изменяющейся вдоль поверхности по заданному закону. [c.115]

В начале 1970-х годов в связи с нуждами программ внеатмосферной астрономии были рассмотрены оптические свойства тонких пленок и многослойных покрытий в области длин волн X л 5-ь150 нм [35, 85]. Были отмечены технологические трудности, а также роль поглощения как принципиального фактора, ограничивающего оптические свойства покрытий в этой области спектра. Авторами работы [581 с помощью современной технологии впервые была успешно синтезирована и испытана МИС, содержащая 5 пар слоев углерода и золота и имеющая период 10,6 нм. Коэффициент отражения в брэгговском максимуме на длине волны 9,6 нм и при угле падения 60° составил 4,5 %. Экспериментально полученные в настоящее время коэффициенты отражения от МИС, предназначенных для различных областей МР-диа-пазона, показаны на рис. 3.16. Проблемы и развитие технологии синтеза МИС подробно освещены в статье Т. Барби (см. приложение III). Приведем лишь краткий обзор работ, иллюстрирующий основные области их применения. [c.117]

Перспективным является создание на рабочих поверхностях деталей тонких пленок материалов с повышенными физикохимическими и механическими характеристиками. Нанесение на материалы однослойных и многослойных тонкопленочных покрытий из металлов и их соединений позволяет создать изделия с уникальными электрофизическими, теплофизическими и физико-механическими свойствами. Выбирая материал покрытия и технологические режимы его нанесения, можно изменять в широких пределах основные поверхностные свойства твердость, коэффициент трения, теплопроводность и электрическую проводимость, коэффициент отражения, износостойкость и коррозионную стойкость, при этом сохраняя выро-кие свойства материала основы. С этой точки зрения ши] о-кие возможности связаны с использованием физических методов упрочнения и нанесения тонкопленочных покрытий в вакууме, находящих широкое применение в нашей стране и за рубежом. [c.109]

Более точный способ, пригодный для весьма тонких пленок, основан на применении поляризованного монохроматического света.. Отражение такого света от чистой металлической поверхности приводит к некоторому нарушению поляризации (так называемая эллиптическая поляризация). Если же поверхность покрыта слоем окисла, нарушение поляризации увеличивается тем сильнее, чем толще слой окисла. Это нарушение зависит от угла падения и от оптических свойств пленки и поверхности металла. Если известны угол падения и оптические свойства среды, можно рассчитать толщину пленки. Метод этот разработан Друде и Фойгтом, а применен к определению толщины тонких пленок на металлах Л. Тронстадом [24—26]. Преимущество метода заключается в том, что он дает возможность исследовать поверхность не только в газовой среде, но и в жидкостях, например, в растворах электролитов. Л. Тронстад мог определять толщину пленок от нескольких ангстрем до —200 А. [c.89]

Для гашения отраженного света необходн.чо, чтобы Д = Я/2 = = Sftrta, Т. е. Ляз = d = Я/4. В общем случае d= (2fe + 1) Я/4 (k = О, 1. 2, 3,. ..). Общая толщина пленки для Я == 550 нм должна быть равна d = 137,5 нм и для более общего случая d = 137,5 + 275 k. Пленка отражает свет избирательно, и просветленная поверхность стекла при-oiipeTaeT интерференционную окраску, характерную для тонких пле-iif K. Покрытия оптнческл.к деталей описаны в гл. 17, [c.44]

НЫЙ метод, позволяющий обнаружить и измерить чрезвычайно тонкие пленки. Он заключается в исследовании изменений, которые претерпевает луч поляризованного света при своем отражении от поверхности металла, имеющей пленку. Полученные Тронстадом результаты определения толщины пленок приведены в табл. 1. [c.13]

В течение многих лет с использованием тонких пленок и на основе кинематического приближения было одределено более 100 атомных структур, для чего были разработаны теория и методы электронографического анализа [2, 8]. Полученные структурные данные во многих случаях были подтверждены другими методами и, по-видимому, являются вполне надежными. В последние годы была усовершенствована техника измерений интенсивностей отражений и при сопоставлении с (кинематической) теорией для сильных отражений учитываются экстинкция и второе приближение Бете (гл. 8 и 9). Так называемый -фактор [см. формулу (6.25)] для всей совокупности отражений составляет в ряде последних работ для простых структур менее 10% и для более сложных 15 — 17%. Другим важным количественным критерием точности структурного определения является различие экспериментальных значений максимумов потенциала на проекциях и сечениях структурной модели с теоретическими величинами, вычисленными по формуле Вайнштейна ([2], формула (41) на стр. 192). В большинстве случаев это различие составляет 1 — 3%. С другой стороны, такое различие открывает возможность исследования дефектных структур, в которых некоторые положения заполнены атомами лишь статистически (оксиды Та, N5, В , нитриды АУ) [c.7]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...