Способ получения оптических тонкопленочных функциональных покрытий Gd2O3 на подложке кварцевого стекла

Abstract

Изобретение относится к области технологии функциональных материалов и устройств нанофотоники, оптоэлектроники и конвертеров излучения с высокой термической стабильностью на базе наноразмерных тонкопленочных структур оксидов редкоземельных элементов. Способ получения оптического тонкопленочного покрытия из оксида гадолиния Gd₂O₃ на подложке из кварцевого стекла методом высокочастотного реакционного магнетронного распыления включает следующие операции. Предварительно из порошка металлического гадолиния с размером частиц от 5 до 20 мкм изготавливают мишень для распыления методом холодного прессования при давлении прессования от 10 до 50 МПа. Наносят покрытие из оксида гадолиния на поверхность упомянутой подложки в течение 5-6 ч при мощности магнетронного разряда от 100 до 200 Вт в аргон-кислородной среде c общим давлением 0,15 Па при объемной концентрации кислорода от 25 до 35%. В процессе нанесения температуру подложки поддерживают 150-250°С. После нанесения упомянутого покрытия подложку из кварцевого стекла с нанесенным покрытием из оксида гадолиния в виде тонкой пленки охлаждают в вакуумной камере при общем давлении не выше 10^-3 Па до комнатной температуры. Обеспечивается повышение степени однородности и увеличение диапазона спектральной прозрачности до 5,5 эВ оптических тонкопленочных покрытий на основе оксида гадолиния Gd₂O₃ на подложке из кварцевого стекла. 5 пр., 3 ил.

FIELD: functional materials technology. SUBSTANCE: invention relates to the field of technology of functional materials and devices for nanophotonics, optoelectronics and radiation converters with high thermal stability based on nanosized thin-film structures of oxides of rare earth elements. The method for producing an optical thin film coating of gadolinium oxide Gd₂O₃ on a quartz glass substrate by high-frequency reactive magnetron sputtering includes the following steps. A target for sputtering is preliminarily made from gadolinium metal powder with a particle size of 5 to 20 mcm by cold pressing at a pressing pressure of 10 to 50 MPa. A coating of gadolinium oxide is applied to the surface of said substrate for 5-6 hours at a magnetron discharge power of 100 to 200 W in an argon-oxygen medium with a total pressure of 0.15 Pa at an oxygen volume concentration of 25 to 35%. During application, the temperature of the substrate is maintained at 150-250°C. After applying said coating, the quartz glass substrate coated with gadolinium oxide in the form of a thin film is cooled in a vacuum chamber at a total pressure of not more than 10-3 Pa to room temperature. EFFECT: increase in the degree of homogeneity and increase in the range of spectral transparency up to 5.5 eV of optical thin-film coatings based on gadolinium oxide Gd₂O₃ on a quartz glass substrate. 1 cl, 5 ex, 3 dwg.