李正中

本論文利用高溫熱處理方式，研究高溫下材料交互擴散及孔隙擴散及對薄膜材料的影響與改變，以及所造成的折射率變化作深入分析，並依據擴散機制完成非均勻薄膜製作，其中包含Ta2O5/TiO2、Al2O3/MgO、Al2O3/ZnO等材料組合，三種材料組合在高溫熱處理下的擴散現象各有不同，其中Ta2O5/TiO2組合在800oC下單純以材料濃度梯度造成交互擴散現象，可應用於漸變折射率膜層設計。Al2O3/MgO組合在800oC下兩材料會進行交互擴散，並在介面生成二次相MgAl2O4，同時在擴散速率較快的MgO層產生微小孔洞，孔洞生成降低MgO膜層等效折射率，而Mg原子擴散至Al2O3膜層中形成MgAl2O4則提高原Al2O3層折射率，使高低折射率差異由原本0.11增大為0.14135，約增大28.5 %。利用此現象製做(Al2O3 MgO)8 Al2O3多層膜經800oC、4小時熱處理可得到(MgAl2O4 MgO+voids)8 MgAl2O4之膜層結構，因熱處理後使得高低折射率材料位置互換，以及高低折射率材料差異擴大，故可得到反射率約61%之反射濾光片，並與模擬數值一致。Al2O3/ZnO材料組合在800oC下ZnO與Al2O3介面生成二次相ZnAl2O4，孔洞大量生成於ZnO層，降低ZnO折射率，完全反應後ZnO層中孔隙率達58.6 %，折射率降為1.357。