SiO2 là vật liệu chế tạo màng mỏng có chiết suất thấp và hệ số hấp thụ nhỏ trong vùng phổ rộng từ vùng cực tím cho tới vùng hồng ngoại trung. Vật liệu này th−ờng đ−ợc sử dụng cùng với vật liệu TiO2 trong hệ màng nhiều lớp. Màng mỏng SiO2 th−ờng có cấu trúc vô định hình.
Chiết suất của màng mỏng SiO2 có giá trị khác nhau tuỳ thuộc vào ph−ơng pháp lắng đọng, và thông số của quá trình lắng đọng (Bảng 3.3).
Bảng 3.3. Chiết suất (tại b−ớc sóng 550nm) của màng mỏng SiO2 lắng đọng bằng một số ph−ơng pháp [8]
Ph−ơng pháp lắng đọng Chiết suất
Ph−ơng pháp sol-gel 1,4.2ữ1,46
Ph−ơng pháp bay hơi nhiệt 1,47ữ1,48
Phún xạ cao tần (RF ) 1,43ữ1,49
Phún xạ magnetron phản ứng 1,45
Phún xạ chùm ion (IBS) 1,48ữ1,50
IAD (Ion Assisted Deposition) 1,46ữ1,53 Ph−ơng pháp lắng đọng hoá học từ pha hơi
có trợ giúp Plasma (PICVD )
1,46ữ1,47
Hệ số hấp thụ của màng mỏng SiO2 chế tạo bằng các ph−ơng pháp nêu trên đều rất nhỏ. Hệ số hấp thụ của màng lắng đọng bằng ph−ơng pháp phún xạ magnetron phản ứng là <1.10-4, và <1.10-5 với ph−ơng pháp IBS, IAD và IP. Tổn hao do tán xạ trên bề mặt của màng mỏng SiO2 rất nhỏ so với màng mỏng TiO2.
Mật độ khối l−ợng của màng mỏng SiO2 phụ thuộc vào ph−ơng pháp lắng đọng và thông số của quá trình lắng đọng. Màng mỏng SiO2 lắng đọng bằng ph−ơng pháp Sol-Gel có mật độ khối l−ợng khoảng 1,7g cm-3, trong khi bằng ph−ơng pháp IP và IAD là 2,3g cm-3. Mật độ khối l−ợng ảnh h−ởng quyết định tới chiết suất và mức độ hấp thụ hơi n−ớc của màng mỏng SiO2.
ứng suất của màng mỏng SiO2 lắng đọng bằng các ph−ơng pháp khác nhau th−ờng là ứng suất nén. Giá trị tuyệt đối của ứng suất nén phụ thuộc vào ph−ơng pháp lắng đọng (bảng 3.4)
Bảng 3.4. ứng suất của màng mỏng SiO2 [8]
Ph−ơng pháp lắng đọng ứng suất
IAD -150ữ -50MPa
Phún xạ cao tần RF -77Mpa
Ph−ơng pháp lắng đọng hoá học từ pha hơi có trợ giúp Plasma (PICVD )
-330ữ -120MPa