无定形Si—C—O—N涂层的光学性能研究

低 。虽然在防止 Ｐ Ｖ Ｄ Ｓ ｉ Ｃ涂层氧化方面做了大量工
０ 引 言
Ｓ ｉ Ｃ属于共价键化合 物 ， 在 高温下难 以烧结 致
密， 存在一定的气孔 。 当用作反射镜材料抛光后 ， 表面
作， 但效果不是十分理想。
近期的研 究工作表 明 ” ， 采用射频磁控溅射法
制 备 的无 定形 Ｓ ｉ — Ｃ ～ Ｏ — Ｎ 涂层 在对 Ｓ ｉ Ｃ陶瓷 表 面 改 性后 ， 可 以获 得 较 为满 意 的 光 学表 面 ， 其反射 率 在可
可 达埃 级 ， 表 面 质 量较 高 ， 目前 已经 广 泛 地应 用 于 反
１ 实 验
１ ． １涂 层的 制备
射镜镜坯的表面改性上。
目前 Ｃ Ｖ Ｄ法 主要 用 于 高能 量 的软 ｘ射 线 和 Ｅ Ｕ Ｖ （ Ｅ ｘ ｔ ｒ ｅ ｍ ｅ Ｕ ｌ ｔ ｒ ａ ｖ ｉ ｏ ｌ ｅ ｔ ） 波段的反射镜表面改性上 ， 而 在 低能 量 的可 见光 和 红外 波 段 ， 目前 一般 采 用 Ｐ Ｖ Ｄ Ｓ ｉ 涂层。由于 Ｐ Ｖ Ｄ法成本低 、 易于工业化生产 ， 许多科研工作者［ ７ － ８ １ 拟采用 Ｐ Ｖ Ｄ Ｓ ｉ Ｃ涂层来取代 Ｃ Ｖ Ｄ
３ ｍｍ和 １ ０ ０ × ５ ｍｍ。 具体的制备步骤已有所报道［ ９ １ ，
在 此不再 详 细叙述 。 ２ 。 ２涂 层 的表征 涂 层在 软 ｘ 射 线 波段 内的反 射 率采 用 中国科 学
磁控溅射法和离子束沉积法得到 Ｓ ｉ Ｃ涂层 ， 涂层经过 精细抛光后可获得超光滑表面（ Ｒ ａ ≤ｌ ｎ ｍ ） 。但是由于 Ｐ Ｖ Ｄ Ｓ ｉ Ｃ涂层为无定形结构 ， 非常容易氧化 ， 导致抛
第３ ４ 卷第 ｌ 期
２ ０ １ ３年 ３月
《 陶瓷学报》
Ｊ ｏＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＥＲＡＭ Ｉ ＣＳ
Ｖｏ １ ． ３４ ．ＮＯ． １ Ｍ８ ． ｒ ． ２ ０１ ３
文章编号 ： １ ０ ０ ０ — ２ ２ ７ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ － ０ ０ ０ １ － ０ ４
（ 编号 ： Ｋ Ｊ Ｙ ２ ０ １ ０ － ０ ６ ）
通汛联系人 ： 唐 惠东 ， Ｅ － ｍａ ｉ ｌ ： ｈ ｄ ｔ ａ ｎ ｇ ＠ｅ ｍｍ１ ． ｃ ｚ ｉ ｅ ． ｎ ｅ ｔ
２
《 陶瓷学报） ） ２ ０ １ ３年 第 １ 期
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粗糙度较大 ， 难以得到高质量的光学镜面 ， 最终导致
反射 率 较低 ， 无法 满足 高质 量空 间光 学 系统 的需
求 １ ｏ 目前 解 决 的 办 法 是 在 表 面 沉 积 一 层 Ｃ Ｖ Ｄ Ｓ ｉ Ｃ （ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｖ ａ ｐ ｏ ｒ ｄ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｉ Ｃ） 或 Ｐ Ｖ Ｄ Ｓ ｉ （ Ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ
Ｓ ｉ Ｃ 涂层在 软 ｘ射 线 和 Ｅ Ｕ Ｖ 波段 的 应 用 ， 他们 通 过
利用 Ｒ Ｆ磁控溅射仪（ Ｊ Ｇ － Ｐ Ｆ 一 ３ Ｂ， 上海有线 电厂
生产） 来沉积 ｓ ｉ — ｃ — Ｏ — Ｎ涂层。衬底和靶材均采用自 制的 Ｓ Ｓ ｉ Ｃ（ Ｓ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｅ ｄ Ｓ ｉ Ｃ ）陶瓷 ， 尺寸 分别为 ３ ８ ×
见光波段有一定程度的改善。 本文进一步测试了无定
形 Ｓ ｉ — ｃ 一 ０ 一 Ｎ 涂层 在软 ｘ射 线 、 Ｅ ｕ Ｖ和 ｕ Ｖ— Ｖ Ｉ Ｓ —
Ｎ Ｉ Ｒ 波段 的反 射 率 ， 探 讨 了反 射 率 同波 长 的变化
规律。
ｖ ａ ｐ ｏ ｒ ｄ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｉ ） 涂层 ， 涂层抛光 后表面粗糙 度
光后 的涂层在软 ｘ射 线和 Ｅ ｕ Ｖ波段的反射率非常
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２ － ０ ９ － ２ ４
院高能物理研究所软 ｘ射线光学实验站的 ３ Ｗ１ Ｂ光
束 线装 置反 射率 计测 试 。在 Ｅ ｕＶ波段 的反 射率 则采
基金项 目： 国家重点基础研 究规划（ ８ ６ ３ 项 目） 资助项 目（ 编号 ： ２ （ ） （ ） ６ Ａ Ａ （ ） ３ ｚ ｓ ３ ９ ） ： 常州工程职业技术学院 ２ ０ １ ０ 年度院级科研项 Ｈ
１ ４ ｗ
１ ６
１ ８
２ ｏ
２ ２
２ ４
ａ ｅ １ ｃ ｎ
／ Ⅲ１ １
图 １ 无定形 Ｓ ｉ — Ｃ — Ｏ — Ｎ涂层和 Ｓ Ｓ ｉ Ｃ在 软 Ｘ射线波段的反射率 Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｆ ｌ ｅ ｃ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｗａ ｖ ｅ ｒ ａ ｎ ｇ ｅ ｏ ｆ ｓ ｏ ｆ ｔ Ｘ － ｒ ａ ｙ（ ａ ） ： ａ ｍｏ ｒ ｐ ｈ ｏ ｕ ｓ Ｓ ｉ － Ｃ－ Ｏ－ Ｎ ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ； （ ｂ ） ： Ｓ Ｓ ｉ Ｃ
无定 形 Ｓ ｉ — Ｃ — Ｏ— Ｎ涂层 的光 学性 能研 究
唐 惠东 孙媛媛 பைடு நூலகம்龙珠 谭寿洪
（ １ ． 常＇ ｈｉ Ｔ＿ 程职业技术学院材料工程技术系 ， 江苏常州 ２ １ ３ １ ６ ４ ； ２ 冲 国科学院上海硅酸盐研究所 ， 上海 ２ ０ ０ ０ ５ ０ ）
摘
要
利用射频磁控溅射法 ， 在Ｓ Ｓ ｉ Ｃ陶瓷表 面沉 积一层无定形 ｓ ｉ — ｃ — Ｏ — Ｎ涂层 ， 测试 了抛光 后的涂层和 Ｓ Ｓ ｉ Ｃ陶瓷在不同波段的反 射率情况 。 结果表明 ： 在软 Ｘ射线波段 ， 涂 层的反射 率小于 Ｓ Ｓ ｉ Ｃ陶瓷 ； 在Ｅ ＵＶ波段 ， 两者反射率基本相 当； 在Ｕ Ｖ— Ｖ Ｉ Ｓ － Ｎ Ｉ Ｒ波段 ， 涂层的反射率优于 Ｓ Ｓ ｉ Ｃ陶瓷 。这 主要 归因于表面粗糙度和涂层中氧元素对反射率共 同作 用的结果 。 关键词 ｓ ｉ — ｃ — Ｄ — Ｎ涂 层 ； 软 Ｘ射线 ； Ｅ Ｕ Ｖ； ｕＶ — Ｖｌ ｓ — ＮＩ Ｒ； 反射率 中图分 类号 ： Ｔ Ｑ１ ７ ４ ． ７ ５ 文献标识 码 ： Ａ